Приложение 8. Приказ Ростехнадзора от 21.08.2017 N 327 "Об утверждении Руководства по безопасности "Рекомендации по безопасному ведению горных работ на склонных к динамическим явлениям угольных пластах"

1. Защищенные зоны строятся в соответствии со схемами, приведенными на рисунках 1 и 2 настоящего приложения.

Рис. 1. Схема построения защищенной зоны при отработке
защитного пласта столбами по простиранию (не приводится):

а - сечение вкрест простирания при aвыр.пр < L1 + L2; б - сечение вкрест простирания при aвыр.пр L1 + L2; в - сечение по простиранию пласта; 1 - защитный пласт; 2 - защищаемый пласт; 3 - направление подвигания очистного забоя на защитном пласте; - защищенная зона; рисунок (не приводится) - область восстановления опасных нагрузок (подзона 1); - угол падения угольного пласта, град.; , - углы границ защищенных зон в кровле защитного пласта, град.; , - углы границ защищенных зон в почве защитного пласта, град.; , , - углы границ зон восстановления опасных нагрузок в кровле защитного пласта, град.; aвыр.пр - размер выработанного пространства очистной выработки на защитном пласте по падению, м; b1 - расстояние от границы отработанной части на защитном пласте до границы области восстановления опасных нагрузок на подработанном пласте, м; b2 - расстояние от границы отработанной части на защитном пласте до границы области восстановления опасных нагрузок на надрабатываемом угольном пласте, м; b'1 - минимальное расстояние от границы отработанной части на защитном пласте до границы защищенной зоны на подработанном пласте, м; b'2 - минимальное расстояние от границы отработанной части на защитном пласте до границы защищенной зоны на надработанном пласте, м; h1 - расстояние от защитного пласта до подработанного пласта, м; h2 - расстояние от защитного пласта до надработанного пласта, м; S1 - размер защищенной зоны в кровлю защитного пласта, м; S2 - размер защищенной зоны в почву защитного пласта, м; L1 - размер защищенной зоны на защитном пласте по восстанию, м; L2 - размер защищенной зоны на защитном пласте по падению, м; L3 - размер защищенной зоны на защитном пласте по простиранию, м

Рис. 2. Схема построения защищенной зоны при отработке
защитного пласта столбами по падению (не приводится):

а - сечение по простиранию при bвыр.пр < 2L3; б - сечение по простиранию при b 2L3; в - сечение вкрест простирания; 1 - защитный пласт; 2 - защищаемый пласт; 3 - направление подвигания очистного забоя на защитном пласте; - защищенная зона; рисунок (не приводится) - область восстановления опасных нагрузок (подзона 1); bвыр.пр - размер выработанного пространства очистной выработки на защитном пласте по простиранию, м

Для построения защищенной зоны при отработке защитного пласта по восстанию на схеме, приведенной на рис. 2, в, угол заменяется углом , угол углом , и размер L1 размером L2.

При расчете защищенных зон на угольных пластах мощностью менее 4 м не учитываются целики размером менее 0,1l, на угольных пластах мощностью 4 м и более - менее 8 м (l - ширина зоны опорного давления, м).

При оставлении в выработанном пространстве целиков с вышеуказанными размерами aвыр.пр и (или) bвыр.пр принимаются равными суммарной ширине выработанного пространства по падению и (или) простиранию.

При целиках размером больше 0,1l на угольных пластах мощностью менее 4 м и размером более 8 м на угольных пластах мощностью 4 м и более aвыр.пр и (или) bвыр.пр принимаются равными ширине выработанного пространства по падению и (или) простиранию, ограниченного с одной стороны целиком, с другой стороны угольным пластом.

2. Размер защищенной зоны в кровлю защитного пласта S1, м, определяется по формуле

, (1)

где - коэффициент, учитывающий эффективную мощность угольного пласта mэфф, доля ед.;

- коэффициент, учитывающий содержание песчаников в породах междупластья, доля ед.

При mэфф < m0 значение определяют по формуле

, (2)

где mэфф - эффективная мощность угольного пласта, м;

m0 - критическая мощность защитного угольного пласта, м.

При mэфф m0 значение принимается 1.

Критическая мощность защитного угольного пласта m0 - это минимальная мощность защитного угольного пласта, при которой его отработка как защитного является эффективной.

Критическая мощность защитного угольного пласта m0 определяется по номограмме, приведенной на рис. 3 настоящего приложения.

Рис. 3. Номограмма для определения критической мощности
защитного угольного пласта m0 (не приводится)

Значение определяют по формуле

, (3)

где - содержание песчаников в породах междупластья, %;

- параметр, учитывающий размеры выработанного пространства и глубину отработки защитного пласта при подработке защищаемого пласта, м.

Размер защищенной зоны в почву защитного пласта S2, м, определяют по формуле

, (4)

где - параметр, учитывающий размеры выработанного пространства и глубину отработки защитного пласта при надработке защищаемого пласта, м.

Значения и принимают по табл. 1 настоящего приложения.

Таблица 1

3. Построение границ зон восстановления опасных нагрузок (подзона 1) в кровле и в почве защитного пласта проводится при следующих условиях залегания угольных пластов:

при подработке

S1 > h1; (5)

при надработке

S2 > h2. (6)

Углы для построения границ зон восстановления опасных нагрузок в кровле , , и в почве защитного пласта , , , приведены в табл. 2 настоящего приложения.

Таблица 2

Для условий Печорского угольного бассейна при следующих горно-геологических условиях: мощность междупластья в кровле защитного пласта h1 25 м при подработке или h2 25 м при надработке, , m 1,3 м принимается .

4. На защищаемом пласте область восстановления опасных нагрузок формируется при условии

и . (7)

Значения L1, L2 и L3 определяются по номограмме, приведенной на рис. 4 настоящего приложения.

Рис. 4. Номограмма для определения L1, L2 и L3
(не приводится)

5. Величины допустимых опережений (минимального и максимального) очистным забоем защитного пласта горных работ на защищаемом пласте определяются:

минимальное расстояние от границы отработанной части на защитном пласте до границы защищенной зоны на подработанном пласте (минимальное опережение при подработке) b'1, м, определяют по формуле

b'1 = 0,6h1; (8)

минимальное расстояние от границы отработанной части на защитном пласте до границы защищенной зоны на надработанном пласте (минимальное опережение при надработке) b'2, м, определяют по формуле

b'2 = h2. (9)

Расстояние от границы отработанной части на защитном пласте до границы области восстановления опасных нагрузок на подработанном пласте b1, м, (величина допустимого опережения при ведении горных работ в пределах области восстановления опасных нагрузок (подзона 1)) определяют по формулам:

при ведении очистных работ по простиранию

; (10)

при ведении очистных работ по падению

; (11)

при ведении очистных работ по восстанию

. (12)

Расстояние от границы отработанной части на защитном пласте до границы области восстановления опасных нагрузок на надрабатываемом угольном пласте b2, м, определяют по формулам:

при ведении очистных работ по простиранию

b2 = L3 - 0,3h2; (13)

при ведении очистных работ по падению

b2 = L1 - 0,3h2; (14)

при ведении очистных работ по восстанию

b2 = L2 - 0,3h2. (15)

6. Границы области восстановления опасных нагрузок определяются при отходе очистного забоя от монтажной камеры на расстояние:

при ведении очистных работ по простиранию более 2L3;

при ведении очистных работ по падению или восстанию более L1 + L2.

Опасные нагрузки на защищаемых пластах в защищенных зонах восстанавливаются через 5 лет после их подработки или надработки защитным пластом, в подзоне 1 - за время менее 5 лет.

7. Для расширения границ защищенных зон в кровлю и в почву защитного пласта при разработке свиты пластов малой мощности проводится повторная надрабатка или подработка защищаемых пластов.

При повторной подработке или надработке размер защищенной зоны в кровлю Sk1, м, и размер защищенной зоны почву Sk2, м, определяются по номограмме, приведенной на рис. 5 настоящего приложения.

Рис. 5. Номограмма для определения размеров защищаемых
зон в кровлю Sk1 и почву Sk2 при повторной подработке
или надработке защищаемого пласта (не приводится):

mуг.пл - мощность угольного пласта, м; N - показатель, учитывающий степень влияния подработки или надработки на защитный пласт, у.е.

Показатель N определяют по формулам:

при надработке

; (16)

при подработке

. (17)

При определении Sk1 и Sk2 по номограмме, приведенной на рис. 4 настоящего приложения, значения и принимаются по табл. 1 настоящего приложения, mуг.пл равной мощности того защитного пласта, для которого определяются Sk1 и Sk2.

Схема, поясняющая построение защищенной зоны при повторной надработке защищаемого пласта, приведена на рис. 6 настоящего приложения.

Рис. 6. Схема, поясняющая построение защищенной зоны
при повторной надработке защищаемого пласта
(не приводится):

1, 2 - защитные пласты; 3 - защищаемый пласт

Защищенные зоны при повторной подработке или надработке защищаемого пласта строятся от ближайшего к нему защитного пласта.

8. Параметры локальной выемки защитных пластов при надработке определяются в соответствии со схемами, приведенными на рис. 7 настоящего приложения.

Рис. 7. Схемы для определения параметров локальной выемки
защитных пластов (не приводится):

а - защита горизонтальной выработки, проводимой по опасному пласту; б - защита наклонной выработки, проводимой по опасному пласту; в - защита горной выработки, проводимой по опасной породе; 1 - опасный пласт; 2 - защитный пласт; 3 - опасная порода

При подработке параметры локальной выемки защитных пластов определяются по схемам, построенным аналогично схемам, приведенным на рис. 4 настоящего приложения, на которых h2 и h'2 заменяют на h1 и h'1.

9. Разрезные выработки на защищаемом пласте закладываются в защищенной зоне на расстоянии от линии створа с границей целика не менее 0,3h1 при подработке и не менее 0,3h2 при надработке и на расстоянии от линии очистного забоя не менее 0,7h1 при подработке и не менее 0,7h2 при надработке.

Схема заложения разрезной выработки на защищаемом пласте приведена на рис. 8 настоящего приложения.

Рис. 8. Схема заложения разрезной выработки
на защищаемом пласте (не приводится):

1 - линия створа с границей целика, оставленного на защитном пласте; 2 - разрезная выработка; 3 - направление очистных работ

СХЕМЫ ПОСТРОЕНИЯ ЗОН ПОВЫШЕННОГО ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ

10. Зоны ПГД строятся для краевых частей угольного пласта и целиков угольного пласта, формирующих зоны ПГД.

11. Целиком считается часть угольного пласта, оконтуренная с противоположных сторон выработанным пространством и (или) горными выработками, ширина которого L, м, удовлетворяет условию

, (18)

где К1, К2 - коэффициенты, зависящие от ширины оконтуривающих целик с противоположенных сторон горных выработок и (или) выработанных пространств, доля ед.

Коэффициенты К1, К2 определяются по номограмме, приведенной на рис. 9 или по формуле (28) настоящего приложения.

Рис. 9. Номограмма для определения коэффициентов К1, К2
(не приводится):

a1 и a2 - ширина оконтуривающих целик с противоположных
сторон горных выработок или выработанных пространств, м

Схема определения a1 и a2 приведена на рис. 10 настоящего приложения.

Рис. 10. Схема определения a1 и aвыр.пр (не приводится):

a1 - ширина горной выработки вчерне, м; aвыр.пр - ширина выработанного пространства, м; L - ширина целика, м

При a1 или aвыр.пр менее 0,1l построения зон ПГД производятся как от краевой части.

12. Построение зон ПГД выполняется в соответствии со схемами, приведенными на рисунке 11 настоящего приложения.

Рис. 11. Схемы построения зон ПГД (не приводится):

а - зона ПГД от целика (разрез вкрест простирания пластов); б - зона ПГД от краевых частей угольного пласта (разрез по простиранию пластов); рисунок (не приводится) - зона ПГД от целика или краевой части

Размеры зон ПГД от краевой части в кровлю d1, м, и в почву d2, м, определяются по табл. 3 настоящего приложения.

Таблица 3

При определении размеров d1 и d2 фактические значения Hmax и aвыр.пр увеличиваются до ближайших их значений, указанных в табл. 3 настоящего приложения.

При aвыр.пр < 100 м d1 и d2 принимаются равными их значениям при aвыр.пр = 100 м, при aвыр.пр > 250 м d1 и d2 принимаются равными их значениям при aвыр.пр = 250 м.

При определении размеров зоны ПГД от целиков значения d1 и d2, определенные по табл. 3 настоящего приложения, корректируются на коэффициент KL, учитывающий ширину целика.

Коэффициент KL определяется по табл. 4 настоящего приложения.

Таблица 4

l* - ширина зоны опорного давления, м, определенная по номограмме, приведенной на рис. 2 приложения N 10 к Инструкции по прогнозу ДЯ.

При построении сечения вкрест простирания углы границ зон ПГД , , , принимаются по табл. 2 настоящего приложения, сечения по простиранию - , .

13. В случае наложения зон ПГД от нескольких краевых частей угольного пласта и (или) целиков на одном участке отрабатываемого угольного пласта зона ПГД на этом участке строится методом наложения зон ПГД, построенных для каждой краевой части и (или) целика.

14. После построения зон ПГД в соответствии с табл. 5 устанавливается степень влияния зон ПГД и выбираются меры, обеспечивающие безопасное ведение горных работ на участках угольного пласта в границах этих зон.

Таблица N 5

Наиболее опасна в отношении горных ударов ситуация выхода очистного забоя из зоны ПГД. Горные работы планируются так, чтобы переход створов зон ПГД осуществлялся в направлении из защищенной зоны в зону ПГД. Случаи ведения горных работ в зонах ПГД и применения мер по предотвращению горных ударов в этих зонах рассматриваются комиссией по ДЯ.

Участки входа и выхода в зону ПГД определяются в соответствии со схемой, приведенной на рис. 12 настоящего приложения.

Рис. 12. Схема определения участков входа и выхода в зону
ПГД (не приводится)

15. После подработки или надработки зон ПГД их размеры в кровлю пласта , м, в почву пласта , м, и ширину зоны опорного давления в этой зоне l', м, определяют по формулам:

; (19)

; (20)

l' = lkэфф, (21)

где kэфф - коэффициент эффективности подработки или надработки, доля ед.

Коэффициент эффективности подработки или надработки определяется по номограмме, приведенной на рис. 13 настоящего приложения.

Рис. 13. Номограмма для определения коэффициента
эффективности подработки или надработки (не приводится):

qэфф - коэффициент, учитывающий условия подработки или надработки целика, доля ед.; mмежду пл - мощность пород между защитным и защищенным угольными пластами

Коэффициент, учитывающий условия подработки или надработки целика определяют по формулам:

при a 250

, (22)

при a > 250

, (23)

где

Схема, поясняющая построение зон ПГД при их подработке, приведена на рис. 14 настоящего приложения.

Рис. 14. Схема, поясняющая построение зон ПГД
при их подработке (не приводится)

ПОСТРОЕНИЕ ЗОН ПОВЫШЕННОГО ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ
МЕТОДОМ ВЕКТОРОВ

16. При построении зон ПГД методом векторов вычисляются величины смещений границ зон ПГД на уровне отрабатываемых пластов свиты относительно проекции целиков и краевых частей выработанных пространств, находящихся на ранее отработанных пластах свиты.

Построение зон ПГД способом векторов осуществляется в следующем порядке:

на плане горных работ по отрабатываемому угольному пласту строятся проекции целиков и краевых частей выработанных пространств, находящихся на ранее отработанных пластах свиты;

на построенные проекции наносятся точки, в которых будут рассчитываться векторы смещений границ зон ПГД. Точки наносятся на линейных участках проекций не реже чем через 100 м, в угловых точках и в точках перегиба;

для каждой точки определяются a, H, mуг.пл, , mмежду пл,;

для каждой точки по табл. 3 определяются d1 и d2;

по формулам (24) - (31) рассчитываются и наносятся на планы горных работ векторы смещения границ зон ПГД. Линия, соединяющая векторы смещений зон ПГД на планах горных работ, является зоной ПГД на отрабатываемом пласте.

При диагональном расположении целиков или краевых частей выработанного пространства относительно линии простирания угольного пласта при построении зон ПГД методом векторов угол наклона отрабатываемого пласта принимается равным углу падения пласта в плоскости перпендикулярной направлению оси целика.

Схема, поясняющая построение зон ПГД методом векторов, приведена на рис. 15 настоящего приложения.

Рис. 15. Схема, поясняющая построение зон ПГД
методом векторов (не приводится):

1, 2 - угольные пласты в кровле защитного пласта; 3, 4 угольные пласты в почве защитного пласта

Величины векторов смещений границ зон ПГД на уровне пластов, залегающих в кровле Gkn, м, Gkv, м, и в почве Gpn, м, Gpv, м, защитного пласта определяются по формулам, приведенным в табл. 6 настоящего приложения.

Таблица 6

Допускается для построения зон ПГД методом векторов использовать электронно-вычислительные машины.

ФОРМУЛЫ ДЛЯ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ
ПРИ ПОСТРОЕНИИ ЗАЩИЩЕННЫХ ЗОН И ЗОН ПОВЫШЕННОГО ГОРНОГО
ДАВЛЕНИЯ, КОТОРЫЕ В НАСТОЯЩЕМ ПРИЛОЖЕНИИ ЗАДАНЫ
В ГРАФИЧЕСКОМ ИЛИ ТАБЛИЧНОМ ВИДЕ

17. Критическую мощность защитного угольного пласта m0 рассчитывают по формуле:

. (32)

Номограмма для графического определения критической мощности защитного угольного пласта m0 приведена на рис. 3 настоящего приложения.

18. Значение и рассчитывают по формулам:

; (33)

, (34)

где amin выр.пр - наименьший из размеров выработанного пространства очистной выработки на защитном пласте по падению aвыр.пр и по простиранию bвыр.пр, м.

Данные для определения и в табличном виде представлены в табл. 1 настоящего приложения.

19. Углы для построения границ зон восстановления опасных нагрузок в почве защитного пласта , , , рассчитывают по формулам:

; (35)

; (36)

(37)

. (38)

В табличном виде данные для определения углов для построения границ зон восстановления опасных нагрузок в почве защитного пласта , , , представлены в табл. 2 настоящего приложения.

20. Значения L1, L2 и L3 рассчитывают по формулам:

; (39)

; (40)

. (41)

Номограмма для графического определения L1, L2 и L3 приведена на рисунке 4 настоящего приложения.

21. Коэффициенты K1, K2 рассчитывают по формуле:

. (42)

Номограмма для графического определения коэффициентов K1, K2 приведена на рис. 9 настоящего приложения.

22. Размеры зон ПГД от краевой части в кровлю пласта d1 и в почву пласта d2 рассчитывают по формулам:

; (43)

d2 = 0,000062(aвыр.пр - 806)|H - 600| +
+ 0,0001(H - 2345)|aвыр.пр - 150| +
+ 0,000124(710H + 2323 aвыр.пр - H aвыр.пр) + 52. (44)

В табличном виде данные для определения размеров зон ПГД от краевой части в кровлю пласта d1 и в почву пласта d2 приведены в табл. 3 настоящего приложения.

23. При расчете параметров, используемых при построении защищенных зон и зон ПГД, по формулам (32) - (44) результаты, полученные по этим формулам, сопоставляюся с результатами, определенными по номограммам или таблицам, приведенным в настоящем приложении.