Условия безопасной подработки водозащитной толщи

Одним из основных параметров, от которого зависят условия отработки калийных солей, является мощность водозащитной толщи (ВЗТ).

Проверочный расчёт выполняется c учетом следующей горнотехнической ситуации:

- отработка слоев 2, 2-3, 3 Третьего калиного горизонта столбовой системой разработки;

- вынимаемая мощность: 1,8 м;

- мощность водозащитной толщи - 190-220 м;

- глубина ведения работ - 600 м.

Участок надработан Вторым калийным горизонтом с параметрами:

- столбовая система разработки;

- вынимаемая мощность - 2,8 м;

- ширина выработанного пространства - 198 м;

- расстояние между пластами - 150 м.

Параметры разработки пластов удовлетворяют условиям безопасной подработки ВЗТ, если мощность ненарушенных слоев ВЗТ (М_н) равна или превышает величину минимально необходимой мощности предохранительной водозащитной потолочины

М_Н ≥ [М];

где [М] – минимально необходимая мощность ПВП, принимается равной 35 м.

М_Н = Н_в – Н_Т, (2.1)

где Н_в – фактическая мощность ВЗТ над выработанным пространством, м;

Н_Т – расчетная высота зоны развития техногенных водопроводящих трещин, м.

(2.2)

где d₁, d₂ ,... ,d_k – параметры, определяемые по [2] для каждого из разрабатываемых пластов соответственно;

m_пр1, m_пр2,...,m_прk – приведенные вынимаемые мощности разрабатываемых пластов, м;

S₁, S₂, ... ,S_k – коэффициенты, учитывающие степень влияния выемки разрабатываемых пластов на развитие водопроводящих трещин в зависимости от взаимного положения (смещения в плане) границ остановки работ;

Н_Т – высота зоны развития водопроводящих трещин над верхним (1-м) разрабатываемым пластом от суммарного влияния отработки всех пластов, м;

ΔH_1-2, ΔH_1-3, ΔH_1-k- расстояние по вертикали между 1-м и 2-м, 1-м и 3-м,…, 1-м и k-м пластами (от кровли до кровли), м.

На первом шаге определения Н_Т по формуле (2.2) вместо h подставляется значение h₁, вычисленное по формуле (2.3). На последующих шагах вместо h подставляется значение Н_Т , вычисленное на предыдущем шаге расчета,

Величина h₁ – высота зоны развития водопроводящих трещин от влияния отработки верхнего пласта определяется

(2.3)

Приведенная вынимаемая мощность верхнего разрабатываемого пласта (m_пр1) определяется по формуле

m_пр =m_в ⋅k, (2.4)

где k – коэффициент, учитывающий степень подработанности

(2.5)

где Д – длина лавы, включая ширину бортовых штреков (ширина выработанного пространства), м;

В – ширина междулавного целика, включая ширину междуштрековых целиков, м;

d – параметр, определяемый по[табл. Б1, 2];

Д₀ = 1,4 ⋅d ⋅m_в – длина лавы (ширина выработанного пространства), при которой достигается полная подработка горного массива на высоте, равной в d ⋅m_в над выработанным пространством;

d ⋅m_в – высота развития водопроводящих трещин над выработанным пространством при условиях полной подработки горного массива на этой высоте;

m_в – вынимаемая мощность рассматриваемого пласта, м.

Приведенные вынимаемые мощности нижерасположенных пластов определяются по формуле (2.4).

Коэффициент k, учитывающий степень подработанности горного массива определяется по (2.5) где Д₀ - ширина выработанного пространства (блока, панели, длина лавы, включая ширину бортовых штреков), при которой достигается полная подработка горного массива на высоте Н_П, м;

Д₀=1,4∙ Н_П, (2.6)

где Н_П - высота развития водопроводящих трещин над выработанным пространством нижерасположенного рассматриваемого пласта при условиях полной подработки горного массива на этой высоте, м.

(2.7)

где d₁ ,d_н – параметры, определенные по [табл. Б1, 2];

m₁, m_н – вынимаемая мощность верхнего пласта и нижерасположенного рассматриваемого пласта, м;

ΔН_н-1 – расстояние по вертикали от кровли нижерасположенного рассматриваемого пласта до кровли верхнего разрабатываемого пласта, м.

При камерной системе разработки без закладки выработанного пространства приведенная вынимаемая мощность пласта определяется по формуле

m_пр =m_в ⋅k, (2.8)

где k - коэффициент извлечения рудной массы в пределах вынимаемой мощности.

d₁=46-0,01H=46-0,01∙450=41,5.

d₂=26-0,01H=46-0,01∙600=40.

Для пласта Второго горизонта

Д₀=1,4∙41,5∙2,8=162,7 м.

Длина лавы Д=198 м, Д > Д₀, k=1.

m_пр1 =2,8∙1=2,8 м.

Для пласта Третьего калийного горизонта

Д₀=1,4∙297,6=416,7 м.

Д=237 м < Д₀=416,7 м.

m_пр2 =1,8∙0,84=1,51 м.

Шаг 1

Шаг 2

Шаг 3

Суммарная высота распространения водопроводящих трещин от влияния отработки 2‑х горизонтов на рассматриваемом участке составляет 146 м.

М_Н = 190– 146=44 м.

М_Н =44 м > [М] 35 м.

Условие безопасной подработки ВЗТ соблюдается.