KPATEP * Библиотека "Горное дело" * В.И.Кравченко "Отжим угля при разработке пологопадающих пластов Донбасса"

\5\

Глава I

ИССЛЕДОВАНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ УГЛЯ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ПОЛОГОПАДАЮЩИХ ПЛАСТОВ

1. Характеристика участков наблюдений

Ниже приводится краткая характеристика участков, где производились наблюдения, и сводная таблица их основных показателей (табл. 1).

Таблица 1
Шахта, трест

Пласт

Мощность,
м

Падение,
градус

Глубина работ,
м

Боковые породы - свойства и мощность
Способ управления
кровлей
Длина лавы,
м
Подвигание,
м/мес.
Плотность забойщицкого крепления
кровли, м почвы, м
по
паспорту
по факту
№3 им. Дзержинского, Свердловуголь
Мейдановский
h8
1,2
24
390 - 445
Глинистый сланец: устойчивый 0,20; ср.устойчивости 0,67; неустойчивый 1,13; сыпучий 9,0; песчаник 12,0
Глинистый сланец 0,42
Уголь 0,12
Песчаник крепкий 4,0
Частичная закладка
180
31,5
1,1
0,5
№23, Боковантрацит  Фоминский h8
1,4
25
220 - 275
Глинистый сланец крепкий  (из досок) 2,5-6,0
Песчаник крепкий 10,0
Глинистый сланец крепкий
Полное обрушение
100
31,0
6,4
4,6
№3-3-бис, Чистяковантрацит
Дроновский K2
1,26
9
270
Глинистый сланец: устойчивый 0,05-0,10 Песчанистый сланец крепкий 4,00
Песчаник устойчивый 5,5
Глинистый сланец средней крепости 0,75
Песчаник 0,50
Глинистый сланец
Полное обрушение
90
20
3,9
1,75
№9-9-бис, Ворошиловуголь
3-й Каменский K5
0,96
10
160
Глинистый сланец устойчивый 0,20
Глинистый сланец средней крепости 1,00
Песчаник 6,0
Глинистый сланец 5,0
Песчано- глинистый сланец 0,8
Песчаник крепкий
Полное обрушение
110
21.5
3,0
3,8
Центральная- Боковская, Боковантрацит
Надбоковский
0,65 - 1,20
3
250
Глинистый сланец 1,5-2,5
Песчанистый сланец  18,0
Песчаник
Глинистый сланец крепкий 6,0
Полное обрушение
280
20,0
5,2
н.д.
им. Челюскинцев, Сталинуголь
Семеновский K8
1,0
10
345
Известняк 4,5
Глинистый сланец средней крепости 25,0
Песчано- глинистый сланец 7,5
Плавное опускание
115
30
2,8
1,4
№1-2, Свердловуголь
1-й Должанский K5
1,06
до 20
300
Глинистый сланец  (из досок до 1,0 м) 14,0
Песчаник 13,0
Глинистый сланец крепкий 1.14
Песчаник
Частичная закладка
70 - 110
30-40
1,25
н.д.
Дельта №2, Ворошиловуголь
3-й Каменский K5
0,85
до 10
70 - 200
Песчаник крепкий 10,0
Песчаник слабый 3,0
Глинистый сланец 8
Полное обрушение
100
32
2,0
1,8
им. Кагановича,
Донбассантрацит
Хрустальский
0,6
6
160
Песчано- глинистый сланец 3-4
Песчаник 8-10
Сланец средней крепости 0,3
Песчанистый сланец 2-5
Полное обрушение
75 - 100
-
-
н.д.


Шахта № 3 им. Дзержинского треста Свердловуголь

Лава № 44, в которой производились наблюдения, разрабатывала пласт "Мейдановский" h8 с углом падения 24° . Рабочая мощность пласта - 1,22 м. Прослойком глинистого сланца 0,05 м пласт разбивается на верхнюю и нижнюю пачки мощностью 0,75 и 0,42 м. Антрацит верхней и нижней пачек, за исключением земника мощностью 0,23 м, средней крепости, имеет ясно выраженный кливаж, направление которого с линией забоя образует угол в 25°; угол падения плоскостей кливажа 75-80°.

Непосредственно над пластом залегает глинистый сланец мощностью в 11 м, который разбит на отдельные слои. Нижний слой мощностью 0,2 м устойчив. Вышележащий слой мощностью 0,67 м средней устойчивости и последующий слой мощностью 1,13 м неустойчив, над ним расположена толща сыпучего глинистого сланца мощностью 9 м. Породы кровли имеют ясно выраженные кливажные трещины, совпадающие с трещинами в угле.

Основной кровлей является песчаник мощностью 12 м. В почве пласта залегает глинистый сланец мощностью 0,42 м, ниже располагается пачка угля мощностью 0,12 м, за которой следует крепкий песчаник до 4 м. Геологических нарушений, за исключением одного сброса на западном крыле шахты, не наблюдается.

Длина лавы - 180 м. Рабочее пространство крепилось податливыми стойками, заостренными "на карандаш", подбиваемыми под подлапок; расстояние между стойками по падению - 1,5 м, по простиранию - 1,2 м.

Управление кровлей - способом частичной закладки, расстояние между породными полосами - до 5 м, ширина полос 4,5-5,0 м. \6-7-8\

Полосы выкладывались из породы, получаемой от подрывки кровли. Ширина рабочего пространства минимальная - 2,5 м, максимальная - 3,8 м. Над лавой расположен целик в 15 м, выше - старые работы 1940 г. Выемка производится вручную с применением взрывчатых материалов. Средняя скорость подвигания забоя - 1 м/сутки.

Шахта № 23 треста Боковантрацит

Наблюдения производились в 9-й восточной лаве. Шахта разрабатывает пласт "Фоминской" h8 свиты . Угол падения пласта - 25°. Рабочая мощность пласта - 1,4 м. В средней части пласта имеется прослоек углистого сланца мощностью 0,03 - 0,1 0 м. Направление кливажа с линией забоя образует угол в 20-25°. Уголь - крепкий. Кровля - крепкий глинистый сланец мощностью 2,5 - 6,0 м, разбитый на отдельные слои. Кливаж пород выражен слабо. Основной кровлей пласта является крепкий песчаник мощностью до 10 м. В почве залегает крепкий глинистый сланец. Геологических нарушений не встречается.

Длина лавы - 100 м. Выше лавы расположен целик угля в 15-20 м и старые работы 1937 г., ниже - выработанное пространство 10-й восточной лавы.

Управление кровлей - полное обрушение при помощи двухрядной деревянной органки, пробиваемой за каждым врубом вслед за выемкой угля. В работе постоянно находятся два ряда органной крепи, третий при посадке вырубается. Крепление между рядами органной крепи осуществляется отдельными стойками, устанавливаемыми по падению на расстоянии 1,3-1,5 м. Посадка кровли производится за каждым циклом. Ширина рабочего пространства равна 3,6-5,5 м. На расстоянии от забоя свыше 4 м в кровле наблюдается образование трещин.

Подрубка угля осуществляется врубмашиной с баром в 2 м, отбойка - взрывчатыми материалами. Средняя скорость подвигания забоя - 1 м/сутки.

Шахта Центральная-Боковская треста Боковантрацит

Наблюдения велись в Южной коренной лаве, разрабатывающей пласт "Надбоковский" с углом падения 3°. Общая мощность пласта не постоянна и колеблется от 0,65 до 1,2 м. Пласт двумя прослойками глинистого сланца (0,07 и 0, 15 м) разбит на пачки мощностью 0,19, 0,39 и 0,15 м. Верхняя пачка антрацита крепкая, включений не имеет, нижняя - крепкая и содержит включения кварцита. Средняя пачка сравнительно мягче. Прослойки глинистого сланца крепкие и хорошо спаяны с углем. Глубина работ в лаве от поверхности - 250 м.

В кровле залегает глинистый сланец мощностью 1,5 - 2,5 м, над ним - песчанистый сланец 18 м. В почве-глинистый сланец 0,6 м. \9\

Длина лавы - 280 м. Рабочее пространство крепилось в рамку, состоящую из двух металлических стоек и деревянного распила длиною 1,6 м. Расстояние между рамками - 1,2 м, стойками в рамке - 1,0 м. Управление кровлей производилось полным обрушением с шагом посадки 1,8 м. В качестве режущей крепи применялась двухрядная органка из металлических стоек СГК.

Подрубка угля осуществлялась врубовой машиной с баром в 2 м, отбойка - взрывчатыми материалами. Средняя скорость подвигания забоя - 0,65 м/сутки.

Шахта № 9-9-бис треста Ворошиловуголь

Шахта разрабатывает пласт "3-й Каменский" K5 с углом падения 10°. Рабочая мощность пласта - 0,96 м. Прослойков пласт не содержит. Уголь - средней крепости, разбит кливажными трещинами, которые с линией забоя образуют угол в 15 °. Над пластом залегает "доска" прочного глинистого сланца мощностью 0,2 м, выше лежит глинистый сланец средней крепости мощностью 0,8-1,0 м, разбитый кливажными трещинами, падающими на выработанное пространство под углом 80°. Кливаж пород совпадает с кливажом угля. "Доски" глинистого сланца между собой связи не имеют. Основной кровлей является песчаник мощностью 5-6 м. В почве залегает песчано-глинистый сланец мощностью 0,8 м, ниже - крепкий песчаник. Геологических нарушений не встречается.

Длина лавы - 110 м. Рабочее пространство крепится рамками, состоящими из двух деревянных стоек, подбиваемых под 1,5-метровый распил. Расстояние между рамками по падению колеблется от 1,0 до 1,5 м, между стойками в рамке - 0,6-0,8 м, в зависимости от количества взятых в смену стружек. Управление кровлей - полным обрушением при помощи однорядной органки. Посадка кровли производится через 1,2-1,6 м, при этом в работе постоянно находятся два ряда органной крепи, отстающей друг от друга на расстоянии двухсуточного подвигания забоя. Ширина рабочего пространства в среднем равна 2,4 и 3,6 м.

Выемка угля осуществлялась стругом. Средняя скорость подвигания забоя - 0,7 м/сутки.

Шахта № 3-3-бис треста Чистяковантрацит

Шахта разрабатывает пласт "Дроновский" К2 с углом падения 8-9°. Рабочая мощность пласта - 1,26 м. Антрацит имеет среднюю крепость и ясно выраженный кливаж, составляющий с линией забоя угол в 15°. Механическая прочность боковых пород, пачек антрацита и прослойков в пласте в лавах, определенная путем процента выхода крупности размером более 25 мм после прокручивания в барабане, иллюстрируется фиг. 1.

В отдельных лавах непосредственно над пластом залегает глинистый сланец мощностью в несколько сантиметров. Выше, а иногда \10\ непосредственно над пластом залегает крепкий песчанистый сланец мощностью 4 м. Основной кровлей является устойчивый песчаник мощностью 5,5 м. В почве пласта залегает глинистый сланец средней крепости мощностью 0,75 м, ниже - песчаник мощностью 0,5 м.

Длина лавы - 90 м. Рабочее пространство крепится кустами из 6-7 стоек, отстоящими друг от друга по простиранию на 1,6 м, по падению - на 2,3 м. Управление кровлей - полным обрушением. Ширина рабочего пространства перед посадкой кровли - 7,0 м, после посадки - 5 м.

Выемка угля производилась стругом. Суточное подвигание забоя - 0,7 м/сутки.

Шахта им. Челюскинцев треста Сталинуголь

Шахта разрабатывает пласт "Семеновский" К8. Угол падения - 10°, залегание спокойное, рабочая мощность - 1,0 м. В нижней части пласта мощностью 0,1 м имеются включения колчедана линзообразной формы. Уголь - средней крепости. Кливаж с линией забоя образует угол в 10 - 15°. Непосредственно над пластом залегает крепкий известняк мощностью до 4,5 м, выше - глинистый сланец средней устойчивости мощностью до 25 м. Почва пласта - песчано-глинистый сланец мощностью до 7,5 м.

Длина лавы - 115 м. Управление кровлей производится плавным опусканием с помощью трехгранных костров, укладываемых через 2,5 м. Рабочее пространство крепится Т-образной конструкцией, состоящей из распила толщиной 11 см, длиной 2, 2 м и \11\ стойки, устанавливаемой на 1,2 м от груди забоя. Расстояние между комплектами крепи по падению - 1,1-1,3 м. Выемка производится стругом. Суточное подвигание 1,0 м/сутки.

2. Наблюдения за относительными движениями угля и боковых пород

Чтобы получить полное представление о движении угля, необходимо иметь раздельную картину движений угля, кровли и почвы, т. е. картину абсолютных движений. Однако определение абсолютных движений сопряжено с большими техническими трудностями. Поэтому нами при наблюдениях производилось измерение не абсолютных, а относительных величин движения угля и пород.

Проведенные ранее наблюдения в Донбассе (как на пологом, так и на крутом падении) в очистных выработках не показали значительного движения почвы ( величина поднятия почвы колебалась от 0 до 1,5 мм в сутки). В просеках на ряде шахт оно почти не проявлялось. Пренебрегая поднятием почвы и тем самым допуская некоторую погрешность, можно вертикальные смещения пород рассматривать как абсолютные смещения кровли.

Измерения вертикальных смещений боковых пород производились при помощи телескопической штанги с ценой деления 1 мм. При специальных наблюдениях ( зарубка, посадка и др.) применялись штанги с индикаторными головками, фиксирующие опускание кровли с точностью 0,01 мм. Описание указанных приборов имеется в литературе [2].

Наблюдения над углем производились в заранее пройденном впереди забоя просеке. В различных пачках угля, в одной вертикальной плоскости бурились два- три шпура длиной 1,5-2,0 м. В шпуры вставляли длинные деревянные пробки с утолщенными концами (фиг. 2).


Утолщенная часть пробки (0,15 м) прилегала к забою шпура и его стенкам, тонкая часть стенок шпура не касалась, чем устранялось действие нарушенного угля на пробку. Концы пробок, выступающие из шпуров, имели прикрепленные к ним металлические линейки с ценой деления 0,5 мм, проходящие сбоку нити отвеса, укрепленного вблизи забоя ниши.

Снятие отсчетов производилось одновременно по всем точкам, заложенным в угле, и шлангам, регистрирующим смещение пород в районе наблюдений.

Наблюдения относительных движений угля и пород по шахте № 3 им. Дзержинского осуществлялись в средней части лавы № 44. В нише, пройденной на 4 м впереди забоя, и в рабочем пространстве были заложены три точки, над которыми с 9 по 13 \12\ сентября 1949 г. велись наблюдения. Точки наблюдения закладывались в кровле и почве пласта на одной вертикальной прямой. Расположение точек наблюдения и расстояние между ними показано на фиг. 3.

На этой же фигуре показано расположение точек А, Б, В, заложенных в пласте для наблюдений за движением угля. Результаты наблюдений приведены на фиг. 4. В верхней части графика показано опускание кровли, в средней - горизонтальное движение угля и в нижней - положение точек наблюдения, линии забоя, бутовой полосы. Опускание кровли и горизонтальные движения угля отложены по оси ординат, время - по оси абсцисс.

Из фиг. 4 видно, что точка наблюдения 1, установленная на 0,1 м от груди забоя, оседала непрерывно.


При выемке угля интенсивность опускания кровли возрастала, при возведении бутовых полос изменений в ту или другую сторону не наблюдалось. Среднечасовая скорость опускания по суткам приведена в табл.2.

Таблица 2

Дата
Продолжительность наблюдений
Величина опускания, мм
Среднечасовая интенсивность, мм/ч
Максимальная ширина рабочего пространства, м
Подвигание забоя, м/сутки
Рабочие процессы в районе наблюдения
9/IX
10/IX
11/IX
12/IX
8 ч. 45 мин.
24 ч. 00 мин.
24 ч. 00 мин.
17 ч. 30 мин.
16
34
18
41,5
1,83
1,42
0,75
2,37
2,60
3,80
2,45
3,15
-
1,55
-
1,25
Выемка
Выемка, закладка
Закладка
Выемка, закладка

74 ч. 15 мин.
109,5
1,51




Кривая опускания точки наблюдения 2, установленной 11/IX на 0,45 м от забоя, до начала выемки носит плавный характер, при выемке скорость опускания возрастает до 5,5 мм/час. Среднечасовая скорость опускания точки 2 по суткам приведена в табл. 3.
Таблица 3
Дата
Продолжительность наблюдений в часах
Величина опускания, мм
Среднечасовая интенсивность, мм/ч
Максимальная ширина рабочего пространства, м
Подвигание забоя, м/сутки
Рабочие процессы в районе наблюдения
11/IX
12/IX
13/IX
10
24
9
11
34
10
1,10
1,42
1,11
2,45
3,15
2,30
-
1,25
-

Выемка, закладка
Закладка

43
55
1,28




Кривая опускания точки наблюдения 3, установленной в нише на 3,4 м от забоя 11/IX, аналогична кривой точки 2. Несмотря на то, что точка 3 находилась в нише на 3,0 м от груди забоя, производимая 12/IX выемка угля отразилась на опускании кровли, \14\ процесс же закладки не оказал влияния на изменение скорости опускания кровли. Среднечасовая скорость опускания точки наблюдения 3 приведена в табл. 4.

Таблица 4

Дата
Продолжительность наблюдений
Величина опускания, мм
Среднечасовая интенсивность, мм/ч
Максимальная ширина рабочего пространства, м
Подвигание забоя, м/сутки
Рабочие процессы в районе наблюдения
11/IX
12/IX
13/IX
18 ч. 30 мин.
24 ч. 00 мин.
24 ч. 30 мин.
14
49
45
0,76
2,04
2,19
2,6
3,4
2,3
-
1,55
-
-
Выемка, закладка
Закладка

63 ч. 00 мин.
108
1,72




Из сравнения таблиц 2, 3 и 4 видно, что среднечасовая скорость опускания пород в целике не меньше, чем в рабочем пространстве.

Опускание кровли в мм, в зависимости от расстояния до забоя приведено в табл. 5.

Таблица 5
№ точек Расстояние от точки до груди забоя, м
в выработанном пространстве
в целике
1
2
3
4
3
2
1
0
1
2
3
20
22,5
-
58
55
-
148
88
-
-
-
-
-
-
35
-
-
50
-
-
83
-
-
120

Из табл. 5 следует, что по мере подвигания забоя опускание кровли как в рабочем пространстве, так и в целике растет. При этом опускание в целике проявляется на расстоянии свыше 3,5 м. \15\

Проводимые одновременно измерения движения угля в сторону выработанного пространства показали, что точка А, расположенная в верхней части пласта, 10/1Х за 4 ч. 30 мин. продвинулась на 3,0 мм. Скорость движения составила 0,67 мм/час. С 18 ч. 40 мин. движения не наблюдалось, а в 13 часов 11/IX оно возобновилось, и забой шпура двигался до 17 ч. 30 м. со скоростью 0,22 мм/час. Дальнейшее движение, вызванное выемкой угля, началось в 21 ч. 30 м. и продолжалось 12 часов. 12/IX в 20 часов движение возобновилось и проходило вначале со скоростью 0,14 мм/час, а затем с 10 ч. 30 м. - со скоростью 1,0 мм/час. Большая скорость обусловлена выемкой и в значительной степени взрыванием угля. Среднечасовая скорость движения за период наблюдения составила 0,26 мм/час.

Характер движения точки наблюдения Б до 21 ч. 30 мин. 11/IX аналогичен движению точки А с той только разницей, что среднечасовая скорость движения несколько (меньше; если в первом случае за указанный отрезок времени она составила 0,13 мм/час, то во втором - только 0,096 мм/час. После 21 ч. 30 м. в момент выемки скорость движения увеличилась до 0,33 мм/час. 13/IX в 10 ч. 30 м. после взрывания зарядов скорость движения угля возросла до 2 мм/час. В момент взрывания забой шпура находился от забоя лавы на расстоянии 5 м. Таким образом, взрывание зарядов оказало влияние вглубь целика свыше 5 м, вызывая ускорение движения угля.

Среднечасовая скорость движения угля за период наблюдения составила 0,32 мм/час.

В точке В, установленной в 0,25 м от почвы пласта, в 13 часов 11/IX движение угля до 9 часов 12/IX не проявлялось. После 9 часов, когда проходила выемка, началось движение угля и продолжалось весь период наблюдения. Взрывание зарядов не вызвало существенного изменения скорости движения угля. Скорости движения угля и пород в нише приведены в табл. 6.

Таблица 6

Дата
Средняя скорость движения угля, мм/час по точкам
Среднечасовая интенсивность опускания кровли в нише, мм/ч
Ширина рабочего пространства, м
Подвигание забоя, м/сутки
Рабочие процессы в районе наблюдения
А
Б
В
мин.
макс.
10/IX
11/IX
12/IX
13/IX
0,30
0,05
0,125
0,68
0,2
0,075
0,133
0,92
-
0,0
0,167
0,23
-
0,76
2,04
2,19
2,6
2,6
2,6
1,7
3,1
2,6
3,1
2,3
1,55
-
1,25
-
Выемка, закладка

Выемка, закладка

Сред.
0,26
0,32
0,13
1,72
-
-
1,4

\16\

В результате наблюдений на шахте № 3 им. Дзержинского можно отметить следующее:
1. Движение угля связано со скоростью опускания кровли в целике, но строгой зависимости не наблюдается.
2. Интенсивное опускание кровли в целике в точке 3 проявляется нарасстоянии двух метров от груди забоя, максимальное - на расстоянии менее одного метра; при этом опускание кровли происходит без разрыва сплошности пород и вызывает раздавливание угля и раскалывание его трещинами, размер которых в сторону груди лавы увеличивается.
3. Движение пород кровли в целике угля было отмечено на расстоянии свыше 3, 5 м (при наблюдениях в 1934 г.) зарегистрировано на глубине до 10 м [4].
4. Движение угля в пласте происходит неравномерно: вначале движется быстрее верхняя пачка, затем средняя. Нижняя пачка в сравнении с верхней и средней движется медленнее, что объясняется включением колчедана.
5. Выемка угля вызывает повышение интенсивности опускания кровли, закладка не оказывает влияния на изменение скорости опускания кровли.
6. Взрывание зарядов вызывает ускорение движения угля в глубине целика свыше 5 м.

Наблюдения на шахте № 23 производились в средней части 9 восточной лавы с 17 по 20/IX 1949 г., при этом две точки 1 и 2 находились в нише, пройденной на 5 м впереди забоя, одна - в рабочем пространстве и две точки Г и Д были заложены в пласте угля. Расположение точек изображено на фиг. 5, результаты наблюдений приведены на фиг. 6.




Из фиг. 6 видно, что точка 1 была установлена в нише 17/IX на расстоянии 2 м от забоя. В этот момент врубовая машина находилась ниже точки на 25 м, в 2 ч. 30 м. 17/IX она находилась в 10 м, в 15 часов прошла против ниши и в 17 часов была на 5 м выше ниши. Выемка угля осуществлялась вслед за подрубкой с отставанием менее 10 м. \17\

В первые два часа после установки точки скорость опускания составляла 1,5 мм/час и вызывалась усиленным давлением кровли нижней части лавы, которая после выбивки органки зависла в производила нажим, ломая крепь в рабочем пространстве. В 3 часа 17/IX в 14 м ниже ниши кровля обрушилась по забой. После этого скорость опускания уменьшилась до 0,44 мм/час. Среднечасовая скорость за 17 часов составила 0,56 мм/час.

Кривая опускания точки наблюдения 2 аналогична кривой для точки наблюдения 1, с той разницей, что скорость опускания меньше. В первые два часа после установки точки наблюдения 2 скорость опускания ее составила 0,55 мм/час, а затем - 0,32 мм/час. Вначале оказывалось давление зависших пород, в конце - зарубка и выемка угля. Среднечасовая скорость опускания точки наблюдения 2 по суткам приведена в табл. 7.

Таблица 7

Дата
Продолжительность наблюдения
Величина опускания, мм
Среднечасовая интенсивность, мм/час
Ширина рабочего пространства, м
Подвигание забоя, м/сутки
Рабочие процессы в районе наблюдения
17/IX
18/IX
19/IX
23 ч. 20 мин.
24 ч. 00 мин.
11 ч. 00 мин.
10,0
4,5
1,5
0,42
0,19
0,14
5,4
3,6
3,6
1,8
-
-
Подрубка, выемка

58 ч. 20 мин.
16
0,28



Движение угля в период оседания необрушившейся кровли было интенсивным, при этом движение нижней пачки больше чем верхней.

Точка Г до момента обрушения пород за 2 ч. 20 м. сместилась в сторону выработанного пространства на 5 мм и двигалась со \18\ скоростью 2,15 мм/час. После обрушения пород уголь не двигался в течение 1 ч. 30 м. В 4 ч. 30 м. движение возобновилось и продолжалось до 4 часов 18/IX, после чего до конца наблюдений (31 час) движения угля не замечалось. Зарубка и выемка в эти сутки не производилась. Среднечасовая скорость движения угля верхней пачки за период наблюдения составила 0,26 мм/час.

Точка Д, расположенная в нижней части пласта, до момента обрушения пород двигалась со скоростью 0,69 мм/час; после обрушения движение прекратилось и возобновилось только в 4 часа 18/IX, после чего до конца наблюдений двигалась со скоростью 0,07 мм/час. Среднечасовая скорость за период наблюдения составила 0,31 мм/час.

Скорость движения угля и пород за каждые сутки приведена в табл. 8.

Таблица 8

Дата
Среднечасовая скорость движения угля  в точках, мм/час
Среднечасовая интенсивность опускания кровли в нише точки 2, мм/час
Ширина рабочегго пространства, м
Подвигание забоя, м/сутки
Рабочие процессы в районе наблюдения
Г
Д
мин.
макс.
17/IX
18/IX
19/IX
0,56
0,08
0,00
0,69
0,054
0,015
0,42
0,19
0,14
-
3,6
3,6
5,4
-
-
1,8
-
-
Посадка, выемка

0,26
0,31
0,28
3,6
5,4


Наблюдения за смещением угля по шахте № 23 подтвердили выводы, сделанные по шахте № 3 им. Дзержинского. Дополнительно установлено, что:
1) подрубка ускоряет движение отдельных пачек угля;
2) большее движение наблюдается в пачках с меньшей крепостью;
3) после посадки кровли движение угля в первые полтора-два часа почти не происходит, в дальнейшем происходит с меньшей \19\ скоростью; по мере нарастания давления пород движение угля увеличивается;
4) увеличение плотности крепления уменьшает движение угля.

На шахте "Центральная-Боковская" наблюдения производились в средней части Южной коренной лавы, по четырем точкам, из которых две - 3 и 4 находились в нише, пройденной более 5 м спереди забоя; 1, 2 - в рабочем пространстве и две точки заложены в пласте угля. Расположение точек и результаты наблюдений приведены на фиг. 7 и 8.



Из фиг. 8 видно, что:
а) опускание кровли в целике происходило на расстоянии более 4 м; по мере приближения точек к забою опускание незначительно увеличивалось и достигало 15-30 мм; \20\
б) интенсивность опускания кровли при выемке возрастала, в рабочем пространстве она была больше, чем в целике вблизи забоя. Так, точки 1 и 2 опускались соответственно со скоростью 1,27 и 1,4 мм/час, точки же 5 и 4 - 0,27 и 0,22 мм/час.

Движения угля за весь период наблюдений обнаружено не было. Таким образом, наличие крепких прослойков породы, хорошо связанных с пачками угля, и содержание включений противодействовали движению угля в сторону выработанного пространства. С другой стороны, более интенсивное опускание кровли в рабочем пространстве создавало условия к заклиниванию угля.

Дальнейшие наблюдения за движением угля и боковых пород были проведены в лавах, где выемка производилась с помощью угольного струга. Указанные наблюдения также представляют интерес и приводятся ниже.

На шахте № 9 - 9-бис измерения были проведены в средней части 7 западной лавы с 22 по 29 июля 1949 г. в специальном просеке, пройденном на 5,6 м впереди забоя (фиг. 9).


Результаты этих наблюдений приведены на фиг. 10.

Движение угля было отмечено в 14 ч. 30 м. 22/VII и продолжалось весь период наблюдений. В первые сутки уголь двигался со скоростью 0,06 мм/час. Производившаяся 23/VII в районе наблюдений посадка увеличила скорость опускания массива, отделившегося по линии закола. Увеличение скорости наблюдалось в точках 1, 2 и 3. С ростом интенсивности опускания пород замечается и увеличение скорости движения угля. Так, если 22/VII скорость была равна 0,06 мм/час, то 23/VII она увеличилась до 0,13 мм/час. В последующие сутки отмечалось увеличение скорости опускания кровли в районе точки 6, вместе с этим увеличилось и движение угля с 0,13 до 0,17 мм/час. 25/VII имело место падение скорости движения угля, совпадающее с уменьшением скорости опускания кровли во всех точках.

Таким образом, увеличение скорости опускания кровли как при выемке вручную, так и с помощью врубовой машины, влечет за собой увеличение скорости движения угля в сторону \21-22\ выработанного пространства, но строгой зависимости при этом не наблюдается.

Среднечасовая скорость движения угля и боковых пород по суткам приведена в табл. 9.

Таблица 9


Дата (июль)


Среднечасовая скорость движения угля, мм/час Среднечасовая скорость опускания кровли в нише и в рабочем пространстве, мм/час
Ширина рабочего пространства, м
Подвигание забоя, м/сутки

Рабочие процессы в районе наблюдения
точка 1
точка 2
точка 3
точка 6
v
l
v
l
v
l
v
l
мин.
макс.
21
22
23
24
25
26
27
28
29
-
0,06
0,13
0,17
0,10
0,10
0,13
0,12
-
1,3
1,6
3,3
2,8
2,2
-
-
-
-
0,7
2,3
2,7
3,2
4,0
-
-
-
-
0,8
1,1
1,5
1,8
1,7
1,4
1,0
1,0
-
-0,5
1,1
1,5
2,0
2,8
2,8
3,4
4,5
-
0,2
0,3
2,8
2,2
1,3
1,1
0,7
0,8
-
-1,9
-0,3
0,1
0,7
1,4
1,4
2,0
3,0
-
0,1
0,1
0,1
0,2
0,2
0,2
0,3
1,5
3,6
-4,3
-2,7
-2,4
-1,8
-1,0
-1,0
-0,5
0,7
1,3
3,1
2,1
2,5
2,8
3,4
3,0
3,0
3,6
-
3,8
3,7
3,7
3,4
4,2
4,2
3,6
4,7
-
0,70
1,60
0,35
0,60
0,75
-
0,55
1,10
-
выемка
выемка,посадка
выемка
выемка,посадка
выемка
выемка,посадка
выемка
выемка,посадка
выемка

0,12
2,3
-
1,3
-
1,2
-
0,5
-
-
-
-


(v - среднечасовая скорость опускания кровли, мм/час; l -расстояние от точки до забоя, м; - (минус) указывает нахождение точки в нише).

Скорости опускания кровли в зависимости от расстояния- до забоя показаны на фиг. 11.

Как видно из фиг. 11, максимальная скорость опускания пород кровли происходит в непосредственной близости от груди \23\ забоя, в рабочем пространстве - на расстоянии 2 - 3 м. Скорость опускания кровли в целике угля на расстоянии 0,5 м больше, чем скорость опускания на этом же расстоянии в рабочем пространстве. Подобные наблюдения, проведенные в феврале 1949 г. на шахте № 3 - 3-бис на пласте "Дроновском" , подтвердили указанное положение.

Наблюдения за глубиной раздавливания угля в целике на пласте "Семеновском" шахты им. Челюскинцев велись в нижней, средней и верхней частях шестой западной лавы. Расположение точек наблюдения и шпуров для определения глубины разрушения угля в целике показано на фиг. 12.

Наблюдениями установлено, что смещение пород в рабочем пространстве и впереди забоя происходило непрерывно, интенсивность опускания кровли возрастала при снятии каждой стружки, при неподвижном забое интенсивность уменьшалась, что согласуется и с наблюдениями на шахтах № 3 - 3-бис и № 9 - 9-бис.

Параллельно с наблюдениями за опусканием кровли велись также наблюдения и за глубиной раздавливания угля в целике. В отличие от способов наблюдений, описанных выше, на шахте им. Челюскинцев глубина разрушения угля в целике определялась путем заполнения наклонных шпуров водой и наблюдением за понижением ее уровня.

Скорость ухода воды и уровень ее расположения характеризовали глубину и степень разрушения угля. Результаты наблюдений в шпуре № 3 приведены на фиг. 13.

По шпурам № 1 и 2 результаты наблюдений не приводятся, так как они аналогичны шпуру № 3 и отличаются незначительно только количественной стороной, а качественная сторона остается такой же.

Из фиг. 13 видно, что до снятия стружки угля (кривая 1) уровень воды, начиная с 300-450 мм, понижается с малой скоростью: в первый час со скоростью 2 мм/час, во второй час - 1,5 мм/час и в третий час - 1,0 мм/час. После снятия стружки (кривая 2 и прямая 3) вода быстро уходит и уровень падает почти мгновенно (кривая 2, отрезок mk). Указанные опыты показывают, что вода в шпуре на расстоянии 300-450 мм от груди забоя в силу наличия крупных трещин не удерживается и быстро уходит; дальнейшее \24\ понижение уровня происходит с замедленной скоростью (от 2 мм/час до 1 мм/час), после снятия стружки уровень понижается быстро (свыше 3,5 мм/с) и вода полностью уходит. Последнее говорит, о том, что после снятия стружки, одновременно с ростом интенсивности опускания кровли происходит разрушение угля в глубине целика и как следствие появление трещин на всем протяжении шпура.

Приведенные на фиг. 14 кривые показывают, что в лавах с машинной зарубкой в момент вруба происходит наиболее интенсивное опускание кровли. Примерно за полчаса-час, в зависимости от пород кровли, до прохождения врубовой машины против наблюдаемой точки начинается весьма интенсивное опускание кровли, которое длится около часа после прохождения машины.


По кривым можно установить, что резкое опускание кровли \25\ начинается при нахождении врубовой машины примерно в 5 м от точки наблюдения. При дальнейшем увеличении расстояния вруб не оказывает заметного влияния на общую интенсивность опускания кровли.

В струговых лавах при снятии стружки происходит ускорение опускания точки (фиг. 15), но при этом кровля опускается плавно. Скачки, характерные для кривой машинного забоя, в струговом забое отсутствуют.

Интенсивность опускания кровли в струговых лавах при снятии стружек в сравнении с машинными лавами в 4 - 6 раз меньше. Данные, приведенные в табл. 10, подтверждают указанное положение.

Таблица 10

Шахта
Среднечасовая скорость опускания кровли в момент подрубки или строгания пласта, мм/час
при врубовой машине
при струге
№2-2-бис
№4-5 Сокологоровка
Центральная-Боковская
Дельта-2
№3-3-бис
№9-9-бис
5,5-7,0
9,5
5,5
-
-
-
-
-
-
1,5
1,0
1,5

Непрерывные круглосуточные наблюдения в струговых лавах показали следующее: 1) при строгании угля происходит непрерывное опускание кровли, при этом скачки, характерные для кривой машинного забоя, отсутствуют; 2) величина интенсивности при строгании увеличивается и совпадает с моментами снятия стружек; 3) скорость опускания кровли в целике на расстоянии менее одного метра до забоя резко возрастает и равна скорости опускания кровли в рабочем пространстве на этом же расстоянии, а иногда превышает ее; 4) интенсивное раздавливание и отжим \26\ угля распространяются на глубину до 0,5 м, а видимая трещиноватость доходит до одного метра и более.

Следует отметить, что величину опускания кровли в нишах нельзя целиком отнести за счет опускания кровли впереди забоя. Определенную часть этих движений следует отнести за счет выемки угля в самой нише. Однако в связи с малой шириной ниш это не может значительно повлиять на величину опускания кровли.

Таким образом, можно сделать вывод:
1. При прочной непосредственной кровле происходит передача нагрузки нависающих пород кровли на грудь забоя на глубину более одного метра, в результате чего начинает происходить растрескивание угля. Следовательно, одним из условий достижения отжима является наличие прочных пород провли. Породы должны допускать значительный прогиб без видимых трещин и нарушений или опускаться большими блоками (подобно шахте № 9 - 9-бис).
2. При наличии всех прочих необходимых геологических условий движение угля в целике на глубине менее одного метра происходит при скорости опускания кровли большей или равной скорости в рабочем пространстве на этом же расстоянии.

Назад  |  Содержание  |  Вперед


Hosted by uCoz