1. Построение защищенных зон
1. Построение защищенных зон 
1.1. Для построения границ защищенных зон, которое производится в соответствии со схемами, представленными на рис. 5.1 и 5.2, необходимы следующие исходные данные:
глубина разработки защитного пласта Н, м;
вынимаемая мощность защитного пласта m, м;
принятый способ управления кровлей на защитном пласте;
угол падения пласта альфа, градус;
процентное содержание песчаников в составе междупластья эта;
размеры очистной выработки защитного пласта a, b, м.
Схема (рис. 5.1 "в") может быть преобразована для случая
столбов по восстанию (при пологом залегании) путем замены угла
дельта углом дельта , угла фи - углом фи и размера L
4 3 1 2 1
- размером L .
2
В приведенных схемах (см. рис. 5.1 и 5.2) предполагается
управление кровлей на защитном пласте полным обрушением или
закладкой выработанного пространства по всей площади. Способ
управления кровлей учитывается эффективной мощностью m
эф
защитного пласта: при полном обрушении m = m; в случае
эф
применения закладки выработанного пространства значение m
эф
определяется по формуле:
m = (0,1 + К ) m, (5.1)
эф у
где К - коэффициент, учитывающий усадку закладочного
у
материала.
При оставлении в выработанном пространстве целиков размером менее 0,1l (на мощных пластах - 8 м) такие целики при расчете защищенных зон не учитываются и за величины а или b принимают суммарную ширину выработанного пространства соответственно по падению или простиранию.
Если размер целика больше 0,1l (на мощных пластах - 8 м), то за величину а или b принимают соответственно ширину выработанного пространства по падению или простиранию, ограниченную с одной стороны целиком, а с другой - угольным массивом.
1.2. Размеры защищенной зоны в кровлю S и S (см. рис. 5.1
1 2
и 5.2) определяются по формулам:
S = бета бета S'; (5.2)
1 1 2 1
S = бета бета S', (5.3)
2 1 2 2
где:
бета - коэффициент, учитывающий значение m ; бета =
1 эф 1
m / m , но не более 1;
эф о
m - критическое значение мощности защитного пласта,
o
определяемое по номограмме рис. 5.3;
а - наименьший размер выработки (а или b - см.
рис. 5.1 и 5.2); если а > 0,3H, то при определении m
о
принимают а = 0,3H, но не более 250 м;
бета - коэффициент, учитывающий процентное содержание
2
эта песчаников в составе пород междупластья:
эта
бета = 1 - 0,4 ---; (5.4)
2 100
значения S и S берут из табл. 5.1.
1 2
Таблица 5.1
┌───────┬────────────────────────────────────────────────────────┐ │Глубина│S' при наименьшем размере (м) a или b очистной выработки│ │ работ │ 1 │ │ Н, м │ защитного пласта │ │ ├──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬───────┤ │ │ 50 │ 75 │ 100 │ 125 │ 150 │ 175 │ 200 │ >= 250│ ├───────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼───────┤ │ 300 │ 70 │ 100 │ 125 │ 148 │ 172 │ 190 │ 205 │ 220 │ │ 400 │ 58 │ 85 │ 112 │ 134 │ 155 │ 170 │ 182 │ 194 │ │ 500 │ 50 │ 75 │ 100 │ 120 │ 142 │ 154 │ 164 │ 174 │ │ 600 │ 45 │ 67 │ 90 │ 109 │ 126 │ 138 │ 146 │ 155 │ │ 800 │ 33 │ 54 │ 73 │ 90 │ 103 │ 117 │ 127 │ 135 │ │ 1000 │ 27 │ 41 │ 57 │ 71 │ 88 │ 100 │ 114 │ 122 │ │ 1200 │ 24 │ 37 │ 50 │ 63 │ 80 │ 92 │ 104 │ 113 │ └───────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴───────┘
┌───────────┬────────────────────────────────────────────────────┐ │ Глубина │ S' при наименьшем размере (м) a или b очистной │ │ работ │ 2 │ │ Н, м │ выработки защитного пласта │ │ ├───────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬─────────┤ │ │ 50 │ 75 │ 100 │ 125 │ 150 │ 200 │ >= 250 │ ├───────────┼───────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼─────────┤ │ 300 │ 62 │ 74 │ 84 │ 92 │ 97 │ 100 │ 102 │ │ 400 │ 44 │ 56 │ 64 │ 73 │ 79 │ 82 │ 84 │ │ 500 │ 32 │ 43 │ 54 │ 62 │ 69 │ 73 │ 75 │ │ 600 │ 27 │ 38 │ 48 │ 56 │ 61 │ 66 │ 68 │ │ 800 │ 23 │ 32 │ 40 │ 45 │ 50 │ 55 │ 56 │ │ 1000 │ 20 │ 28 │ 35 │ 40 │ 45 │ 49 │ 50 │ │ 1200 │ 18 │ 25 │ 31 │ 36 │ 41 │ 44 │ 45 │ └───────────┴───────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴─────────┘
1.3. Если h < S при подработке или h > S при надработке,
1 1 2 2
то необходимо завершить построение защищенной зоны со стороны
границ выработанного пространства и выделить участки,
характеризующиеся восстановлением опасных нагрузок, как это
показано на рис. 5.1 и 5.2. Для оконтуривания защищенных зон
(см. рис. 5.1 и 5.2) используют углы защиты дельта (дельта ,
1 2
дельта и дельта ), углы восстановления опасных нагрузок
3 4
фи (фи и фи ), значения которых в зависимости от угла падения
1 2 3
альфа приведены в табл. 5.2 <*>.
--------------------------------
<*> Если направление подвигания очистного забоя не совпадет ни с линией простирания, ни с линией падения, то за величину альфа принимают угол наклона пласта в сечении, перпендикулярном направлению подвигания забоя.
Таблица 5.2
┌─────────────┬──────────────────────────────────────────────────┐ │ Угол падения│ Углы, град. │ │ защитного ├───────┬────────┬───────┬───────┬─────┬─────┬─────┤ │пласта альфа,│дельта │дельта │дельта │дельта │ фи │ фи │ фи │ │ град. │ 1│ 2 │ 3│ 4│ 1 │ 2 │ 3 │ ├─────────────┼───────┼────────┼───────┼───────┼─────┼─────┼─────┤ │ 0 │ 80 │ 80 │ 75 │ 75 │ 64 │ 64 │ 64 │ │ 10 │ 77 │ 83 │ 75 │ 75 │ 62 │ 63 │ 63 │ │ 20 │ 73 │ 87 │ 75 │ 75 │ 60 │ 60 │ 61 │ │ 30 │ 69 │ 90 │ 77 │ 70 │ 59 │ 59 │ 59 │ │ 40 │ 65 │ 90 │ 80 │ 70 │ 58 │ 56 │ 57 │ │ 50 │ 70 │ 90 │ 80 │ 70 │ 56 │ 54 │ 55 │ │ 60 │ 72 │ 90 │ 80 │ 70 │ 54 │ 52 │ 53 │ │ 70 │ 72 │ 90 │ 80 │ 72 │ 54 │ 48 │ 52 │ │ 80 │ 73 │ 90 │ 78 │ 75 │ 54 │ 46 │ 50 │ │ 90 │ 75 │ 80 │ 75 │ 80 │ 54 │ 43 │ 48 │ └─────────────┴───────┴────────┴───────┴───────┴─────┴─────┴─────┘
1.4. Для условий Печорского бассейна при одновременном
соблюдении условий: мощность междупластья h = 25 м, альфа = 30°,
m = 1,3 м и управление кровлей полным обрушением допускается
принимать углы защиты дельта , дельта , дельта и дельта ,
1 2 3 4
равными 90°.
1.5. Область восстановления опасных нагрузок на схемах "б" и
"в" (см. рис. 5.1 и 5.2) образуется при одновременном соблюдении
условий: а = L + L и b = 2L .
1 2 3
Параметры L , L и L , используемые для построения зоны
1 2 3
восстановления опасных нагрузок, рассчитываются по формулам:
L = бета х L'; L = бета х L'; L = бета х L'. (5.5)
1 1 1 2 1 2 3 1 3
Значения L', L' и L' определяются по номограмме (рис. 5.4). В
1 2 3
области восстановления опасных нагрузок могут происходить горные
динамические явления.
Величины допустимых опережений (минимального и максимального) очистным забоем защитного пласта горных работ на защищаемом пласте (см. рис. 5.1 и 5.2) приведены в табл. 5.3. При наличии заключения ВНИМИ с экспериментальной оценкой защитного действия пластов размеры защищенной зоны могут быть изменены.
Таблица 5.3 <*>
┌────────────────────────────────┬───────────────────────────────┐ │ Условия разработки │Величина допустимого опережения│ ├────────────────────────────────┼───────────────────────────────┤ │Минимальное опережение: │ │ │ при подработке │b' = 0,6h │ │ │ 1 1 │ │ при надработке │b' = h │ │ │ 2 2 │ ├────────────────────────────────┼───────────────────────────────┤ │Максимальное опережение <**>: │ │ │ при подработке │b - не ограничено │ │ │ 1 │ │ при надработке │b - не ограничено │ │ │ 2 │ ├────────────────────────────────┼───────────────────────────────┤ │Горные работы в пределах области│ │ │восстановления опасных нагрузок:│ │ │ при подработке │b < L + h ctg фи │ │ │ 1 3 1 3 │ │ при надработке │b < L - 0,3h │ │ │ 2 3 2 │ └────────────────────────────────┴───────────────────────────────┘
----------------------------
<*> В таблице даны максимальные опережения при ведении
очистных работ по простиранию. При ведении горных работ по
падению (см. рис. 5.1) вместо величин L и фи принимают L и фи ,
3 3 1 1
а по восстанию - L и фи .
2 2
<**> Максимальные опережения следует определять при отходе
очистного забоя от разрезной печи на расстоянии более 2L (либо
3
L + L при ведении горных работ по падению или восстанию), но по
1 2
времени не более 5 лет.
1.6. У границ шахтного поля или охранных целиков угля, а также у геологических нарушений проведение разрезной печи на опасном пласте следует производить после определенного развития горных работ на защитном пласте.
Минимальные параметры над- и подработки, при которых допускается начало работ по проведению разрезной печи на опасном пласте, показаны на рис. 5.5. Участок между разрезной печью и границей барьерного целика следует отрабатывать очистным забоем от разрезной печи, как в зоне ПГД (п. 2.5).
1.7. При разработке свиты пластов малой мощности
(при m < m ) для расширения границ защищенных зон применяют
эф о
повторные над- или подработки удароопасных пластов. В этом
случае защищенная зона строится по схемам от базового
пласта, за который принимают разрабатываемый пласт, ближайший к
опасному (рис. 5.6). Размер S определяют по номограмме (рис.
к
5.6), где m и m - эффективные мощности соответственно
эф1 эф2
базового пласта и дополнительного, используемого для повторной
над- или подработки;
N = K x m / m , (5.6)
эф2 о
где К = 1,67 - 0,67h / S - степень влияния на дополнительный
i i
пласт зоны разгрузки от базового пласта (i = 1 - при повторной
подработке; i = 2 - при повторной надработке).
Значение N = 0 соответствует влиянию одиночной разработки
базового пласта.
1.8. Параметры локальной выемки защитных пластов при
надработке определяют в соответствии со схемами, показанными на
рис. 5.7.
В случае подработки размер защитной выработки определяют
аналогично, при этом размер h (h') заменяют на h (h').
2 2 1 1
