CC BY
22
Р 14
1ЛД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ Г0РНЯКА-2000
"
В.И. Пронин, Паритош Кумар, 2000
УЛК 622.838.6
В.И. Пронин, Паритош Кумар
ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ РАЗРАБОТКИ ПЛАСТА АРГАЛА (ШАХТА БУРКУНЛА, ИНЛИЯ) ПО СТЕПЕНИ ВЛИЯНИЯ НА ЗЕМНУЮ ПОВЕРХНОСТЬ
Шахта Буркунда, угольный бассейн Каранпур, расположена в штате Бихар. В пределах горного отвода шахты залегает несколько угольных пластов, в том числе пласт Аргада. Мощность пласта 24 м, угол падения - 200. Непосредственная кровля пласта представлена глинистыми сланцами мощностью 5-7 м. В основной кровле залегают средне- и крупнозернистые песчаники мощностью 12-17 м. Возможные технологические схемы разработки пласта Аргада с обрушением пород кровли рассматривались в [1]. В данной статье анализируется только разработка пласта с закладкой выработанного пространства. Поскольку в складывающейся в регионе ситуации на первый план выходит задача минимального воздействия на земную поверхность при ведении горных работ, оценка рассматриваемых технологических схем производится именно по этому фактору. С целью получения общего представления о сдвижениях и деформациях земной поверхности при разработке пласта Аргада проведен прогнозный расчет указанных параметров. Максимальное оседание составит [2]
Пв = 0,9(ш1+ш2+...+шп) ео8а, где ш1, ш2,...шп - эффективные мощности разрабатываемых слоев пласта Аргада ш, =(Ьк +Ьн)(1-Б1 )+В1 ш;
где Ьк - сближение кровли с почвой до возведения закладки; Ьн - неполнота закладки (среднее расстояние от верха закладочного массива до кровли); В1 - коэффициент усадки закладочного массива; ш - вынимаемая мощность слоя (пласта).
Наклоны поверхности:
- по простиранию
1п=±2оо82а х
х ^Ш1/Н\) + (ш2/И12 )2 +... + (шп/Н'п )2
- вкрест простирания 1в=±2ео82ах
х-\ (тх /Н! )2 + (т2 / Н 2 )2 + ...+ (тп / Нп)2
Горизонтальные деформации:
- вкрест простирания
8в= ± 0,7(оо82а + 8т2а) х
ху1(.1 /Нх)2 + (т2 /Н2)2 +... + Нп)2
- по простиранию 8п= ± 0,7ео82а х
х
4(т1/Н\)2 + (т2/Н2)2 + ... + (тп/Н'п)2
где Н1, Н2 ...Нп - глубина залегания слоев в точках их пересечения линией, проведенной на разрезе вкрест простирания из рассматриваемой точки под углом 90° - а; Н11, Н12 ... Н1п - то же под углом 1800 - ^ - а < 900 (^ - угол полных сдвижений).
В итоге получим: максимальное оседание -4,7 м, наклон по простиранию - 17,6х103, наклон вкрест простирания - 18,3 х 10" . Горизонтальные деформации составят: вкрест простирания -
11х10-3, по простиранию - 6,17х10-3.
Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности производится для следующих технологических схем разработки пласта Аргада: выемка угля наклонными слоями (длинные очистные забои по восстанию и по простиранию); горизонтальными слоями; поперечнонаклонными слоями; камерами вкрест простирания пласта.
Выемка угля длинными очистными забоями (принимаем длину лавы 100м) может производиться как по простиранию, так и по восстанию. Длину выемочного столба в обоих случаях принимаем 1000м. Параметры сдвижения земной поверхности определяем согласно [2]. Основные расчетные параметры сдвижений и деформаций земной поверхности следующие;
• максимальное оседание земной поверхности;
• наклоны в полумульде по падению, восстанию и простиранию;
• горизонтальные деформации в указанных полумульдах.
При выемке угля лавами по восстанию величина максимального оседания земной поверхности согласно [2] составит:
nm=qo m! cosa N1 N2,
qo - относительная величина максимального оседания; mi - эффективная мощность вынимаемого i-го слоя; N1,N2 -коэффициенты, определяемые в зависимости от отношения Dl/Hq^ D2/HCp; Dl — длина очистного забоя; D2 - длина выемочного столба; Нср - средняя глубина разработки. Нср =200м.
Для построения мульды сдвижения земной поверхности углы сдвижения принимаем согласно [4,5]:
Po=600 - 0,4a; Yo=600; 8o=60°; фо=450; у 1=460; ^2 =660; ^э=550.
В подработанной толще углы сдвижения уменьшаются на 50.
Расчетно-графическим путем для первой технологической схемы получаем: размер полу-мульды по падению L1 =320 м, размер полумуль-ды по восстанию L2=220 м, размер полумульды по простиранию L3 =170 м, максимальное оседание nm=0,25 м (0,28 м при повторной подработке); максимальный наклон по падению I у1=1,72*10-3 (1,92 *10-3); максимальный наклон по восстанию 1у2 = =2,2*10-3 (2,46* 10-3); максимальный нклон по простиранию lx =2,8*10-3 (3,14*10-3); £у1 =±1,3*10"3; 8у2=±1,9*10"3;
Бх=±1,83(2,05)*10"3. Здесь и далее наклоны и деформации определялись по формулам: l =(п m/L)*F(z), Б = 0.5*ao*(nm/L)*F1(z), где значения функций F(z), F1(z) принимаем по таблицам [2] в зависимости от N и B, где B=(1/ao)*(tga - (h + Ьм)/Нср) > 0, где a - угол падения пласта, град.; h - мощность наносов, м; h,^ - мощность мезозойских отложений, м.
При выемке угля лавами по простиранию параметры мульды сдвиженя земной поверхности вкрест простирания пласта составят: L1=220 м, L2=160 м, ly1=2,2*10-3 (2,46*10-3), ly2=-3*10"3(-3,36*10"3),
Бу= +0,95 - 1,7 *10-3 (+1,06 - 1,9*10-3).
Параметры мульды по простиранию пласта Lз=260м, lx =1,75*10"3(1,96*10"3), Бх=1,5*10"3(1,68*10"3).
При выемке угля горизонтальными слоями длина очистного забоя составит 75 м. Параметры мульды сдвижения земной поверхности следующие, L =172 м, l=2,76*10-3, Б=(+0,88 - 1,83)*10-3.
Параметры мульды по простиранию пласта аналогичны технологической схеме выемки угля лавами по простиранию.
При выемке угля поперечно-наклон-ными слоями параметры мульды вкрест простирания пласта составят: Ц=215 м,
Ь2 =130 м, 1у =+3,65 - 2,2*10-3,
8У1=+0,72 - 1,85*10-3, 8у2= -1,85+1,12*10-3.
Параметры мульды сдвижения по простиранию пласта аналогичны предыдущему варианту.
Технологическая схема выемки угля камерами вкрест простирания потребовала расчета безопасной ширины целика и устойчивого пролета камеры. Ширина камеры рассчитывалась по методике Норвежского института геомеханики и составила (для глубины 200 м) 6 м. Ширина целика определялась по методу Р. Моррисона и составила 10 м. Полученные параметры камерностолбовой системы разработки были заложены в программу расчета напряженного состояния целиков по методу граничных интегральных уравнений (ГИУ) для реализации на ЭВМ. Полученные результаты подтвердили устойчивое состояние целиков. Последующие расчеты показали, что с учетом подпора от закладочного материала ширину целика можно принять равной 8 м [3]. Отработку целиков предполагается вести в шахматном порядке с использованием комбайна типа Паурат, позволяющего вести выемку угля по ширине до 6(8) м с одной позиции. Комбайн снабжен устройством для установки анкерной крепи. С учетом специфики рассматриваемой технологии, были проведены соответствующие расчеты [3], позволившие внести коррективы в методику определения параметров сдвижения земной поверхности.
Оценивая в целом полученные результаты можно сделать следующие выводы.
Наибольшая величина наклонов при отработке одного слоя получена для технологической схемы выемки угля поперечно-наклонными слоями. Для первичной подработки она составляет 3,65*10-3. Необходимо отметить, что пространственное смещение забоя (в данном случае вправо) является незначительным (как и в схеме с горизонтальными слоями). Таким образом, зона влияния горных работ шириной в 340 м будет подрабатываться от 1 до 20 раз с интервалом в 15 м. Максимальной является для данной схемы и величина горизонтальных деформаций (при выемке первого слоя) - 1,85*10-3.
При выемке угля горизонтальными слоями параметры мульды сдвижения (I, е) те же, что и для технологии выемки угля лавами по восстанию (по оси вкрест простирания пласта): I
х=2,8*10-3 ,
ех=1,85*10-3.
При работе лавами по простиранию пласта наклон поверхности составил 3*10-3 - наибольший для рассматриваемых технологических схем. Таким образом из рассматриваемых технологических схем три (лавами по восстанию, горизон-
тальными слоями и камерами вкрест простирания) имеют одинаковые величины наклонов земной поверхности и горизонтальных деформаций. Вместе с тем, определяющим фактором при выборе окончательного варианта может явиться то, что забои, оборудованные механизированными комплексами, не имеют широкого распространения в Индии. В этом случае вариант применения камерно-столбовой системы разработки пласта Аргада может оказаться предпочтительным.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Пронин В.И., Прадип Кумар Бандиопадхьяй. Анализ технологических схем очистной выемки пласта Аргада (щахта Буркунда, Индия). Сб. «Проблемы разработки месторождений полезных ископаемых применительно к условиям развивающихся стран». М.:Изд.УДН, 1986.
2. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредных влияний подземных горных разработок на угольных месторождениях. М., Недра, 1981.
3. Пронин В.И. Взаимодействие кровли с закладочным массивом при разработке мощного пласта угля камерной системой в два слоя. Тезисы докладов ХХХ11
НТК инженерного ф-та. М., РУДН, 1996.
4. T.H. Singh. Underground Winning of Coal. New Delhi. Oxford & IBH Publishing Co.Pvt. Ltd.
5.Mine Subsidence. Edited by B.Singh. SMRS. Dhanbad, India, 19988.
Файл:
Каталог:
Шаблон:
Заголовок:
ПРОНИН
в:\С диска по работе в универе\01ЛБ_20\01ЛБ12_0\МЛСБТ С:\и8еге\Таня\ЛррВа1а\Коаш1^\М1сго8ой\ШаблоныШогша1Ло1ш Оценка технологических схем разработки пласта Аргада (шахта Буркунда,
Индия) по степени влияния на сдвижения и дефомации земной поверхности. Содержание:
Автор: Гитис Л.Х.
Ключевые слова:
Заметки:
Дата создания:
Число сохранений:
Дата сохранения:
Сохранил:
Полное время правки:
Дата печати:
При последней печати страниц: слов:
знаков:
30.11.2000 10:32:00 11
10.12.2008 23:33:00 Таня
48 мин.
11.12.2008 0:07:00 3
1 612 (прибл.)
9 189 (прибл.)
