3. Определение склонности угольных пластов к горным ударам
3. Определение склонности угольных пластов к горным ударам 
На стадии геологоразведочных и проектных работ, выполняемых до детальной геологической разведки шахтного поля или его отдельного участка, применяется оценка потенциальной удароопасности пласта по коэффициенту удароопасности К.
Коэффициент удароопасности находят из соотношения:
К = эпсилон / эпсилон х 100%,
у п
где:
эпсилон - упругая относительная деформация краевой части
у
пласта угля при искусственно создаваемой с помощью давильной
установки нагрузке, составляющей 75 - 80% от разрушающей;
эпсилон - полная относительная деформация.
п
Для условий Кузбасса значение коэффициента К определяют по графику в зависимости от прочности угля (рис. 1.1).
При К >= 70% угольный пласт считают потенциально удароопасным. В этом случае при составлении проектной и рабочей документации, а также при ведении работ на этом пласте необходимо предусматривать меры, требуемые настоящей Инструкцией в отношении пластов, опасных по горным ударам. Степень удароопасности угольного пласта в дальнейшем должна уточняться в соответствии с требованиями п. 1.5 Инструкции.
Угольные пласты, состоящие из нескольких слоев разного петрографического типа, условно представляют в виде двух пачек: слабой и крепкой. В слабую пачку включают слои, прочность которых меньше или равна 0,6 по шкале проф. Протодьяконова, а в крепкую - с прочностью более 0,6.
Прочность угля каждой пачки определяют как средневзвешенную по мощности слоев. Прочность угольного пласта в целом f рассчитывают по формуле:
f
кр
f = -----------------------------,
1 + (f / f - 1) x m / m
кр сл сл
где:
f и f - прочность пачек соответственно крепкого и слабого
кр сл
угля;
m - мощность пласта;
m - мощность пачки со слабым углем.
сл
При определении коэффициента удароопасности прочность угля
рассчитывают по формуле: сигма = 100 х f.
Коэффициент удароопасности пласта, сложенного разнопрочными
пачками угля, может быть определен непосредственно по формуле:
К
кр
К = -----------------------------,
п 1 + (К / К - 1) x m / m
кр сл сл
где К и К - коэффициенты удароопасности соответственно
кр сл
крепкой и слабой пачек пласта.
Для определения склонности угольных пластов к горным ударам
может быть использован показатель интенсивности разрушения К в
и
виде отношения запредельной работы упругой деформации к
допредельной. Такое определение производится ВНИМИ или другой
организацией, имеющей соответствующую лицензию
Госгортехнадзора России и необходимое оборудование. Для этой
цели в шахтных условиях на крупногабаритных образцах размером
не менее 40 x 40 x 80 см с помощью гидродомкратов получают
полные диаграммы прочности угольного массива (рис. 1.2). Из
точки перегиба А на диаграмме проводят прямую AD, параллельную
участку упругого деформирования ОЕ, и опускают перпендикуляр АС.
Из точки С проводят прямую СВ, параллельную ОЕ, до
пересечения с кривой диаграммы в точке В. Отношение площадей
А : А = К является показателем склонности пласта к горным
2 1 и
ударам. Если К = 1, то угольный пласт склонен к пластическому
и
деформированию, при К = 0 происходит идеально хрупкое
и
разрушение. Пласт является склонным к горным ударам при К < 0,9.
и
На пластах сложного строения, представленных разнопрочными угольными пачками или разделенными прочными породными прослоями, прогноз удароопасности отдельных участков следует проводить по наиболее прочным угольным пачкам. При разнице в прочности слоев угля и пород в четыре раза и суммарной мощности породных прослоев, составляющей 40% от общей мощности пласта, такой участок не является удароопасным.
