Сдвижение массива при выемке угля

II. Технологические характеристики вмещающих пород и угольного пласта

Сдвижение массива при выемке угля

Очистные работы вызывают деформации пород кровли, которые проявляются в виде ее обрушений и разломов, образования трещин и опускания без разрыва сплошности. При больших размерах выра­ботанного пространства процесс сдвижения достигает поверхности. Вначале разрушаются породы непосредственно над пластом, а затем, с развитием выемки, происходит облом вышележащих слоев пород кровли.

В подработанной толще в направлении вверх от выработанного пространства можно выделить три зоны, характеризующиеся разной степенью нарушенности горных пород: обрушения, прогиба с нарушением сплошности слоев в виде трещин и плавного прогиба без нарушения сплош­ности слоев.

В зоне обрушения несвязное сдвижение отдельных кусков и бло­ков породы периодически повторяется по мере подвигания очистного забоя. При большой площади обнажения высота этой зоны составляет 2—4 мощности пласта. При управлении кровлей полной закладкой выработанного пространства зона обрушения может отсутствовать. Одновременно со сдвижением пород перераспределяются напряже­ния в массиве с образованием зон повышенного (опорного) давления и пониженного давления (разгрузки). Увеличение напряжений обусловлено зависанием слоев горных пород над выработкой и пере­дачей части веса зависающих пород на неподработанный массив.

Слои горных пород над и под очистной выработкой разгружаются от горного давления.

По характеру деформирования слоев горных пород и причинам, вызвавшим сдвижения, в подработанной толще можно выделить три характерные зоны (рис. II.1): I — полных сдвижений (разгрузки); IIа, II6 — наибольшего прогиба; IIIa и IIIб — сжатия пород (опорного давления).

Зона I ограничивается линиями, проведенными от границ выра­ботки под углами полных движений y₁ и y₂, однако вблизи отра­ботанного пласта контур этой зоны не доходит до границ выработки. В пределах этой области находится зона обрушения 4. На участке СОД после окончания сдвижения породы занимают положение, параллельное первоначальному.

Зоны опорного давления IIIa и IIIб распространяются от гра­ниц сдвижения подработанного массива ЛБ и МЗ до линий ВГ и EK, проведенных через границы выработки. Между зонами полных сдвижений и опорного давления расположены зоны наибольшего прогиба пород IIa и IIб.

В породах почвы пласта образуются зоны опорного давления IVa и IV6, разгрузки VI и неравномерных поднятий Va и V6.

В зонах опорного давления породы сжимаются (эпюры 1), а в зоне разгрузки расширяются (эпюры 2) в сторону выработки.

Внешняя огибающая перечисленных зон образует контур влия­ния горной выработки АЛБИЗМЖ. Часть массива в области влияния

Рис. II.1. Схема сдвижений массива пород при очистной выемке

очистной выработки, расположенная над пластом, называется подработанной, под пластом — надработанной. Соответственно этому различают, например, зоны разгрузки при подработке и при надработке.