Прогноз формирования зон повышенного горного давления при отработке свиты удароопасных угольных пластов

• Автор: Квятковская, Екатерина Евгеньевна
• Шифр специальности: 25.00.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 136 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ОБЗОР И АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПРОГНОЗА И ПОСТРОЕНИЯ ЗОН ПОВЫШЕННОГО ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ
1.1 Характеристика и анализ зон повышенного горного давления
1.2 Анализ существующих методов определения параметров зон повышенного горного давления
1.3 Выводы по главе
ГЛАВА 2 КРИТЕРИЙ ПОСТРОЕНИЯ ГРАНИЦ ЗОН ПОВЫШЕННОГО ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ ВОРКУТИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
2.1 Общая характеристика Воркутинского месторождения
2.2 Применимость метода численного моделирования для условий Воркутинского месторождения
2.3 Анализ динамических явлений и разработка критерия построения зон повышенного горного давления для Воркутинского месторождения
2.4 Анализ сейсмической обстановки на шахте «Комсомольская» ОАО «Воркутауголь»
2.5 Выводы по главе
ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОСНОВНЫХ ГОРНОТЕХНИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ФОРМИРОВАНИЕ ЗОНЫ ПОВЫШЕННОГО ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ
3.1 Влияние ширины выработанного пространства на формирование зоны повышенного горного давления в краевой части пласта
3.2 Влияние ширины целика на формирование зоны повышенного горного давления
3.3 Расчет ширины зоны опорного давления
3.4 Влияние угла падения пласта на размеры и конфигурацию зоны повышенного горного давления
3.5 Взаимовлияние зон повышенного горного давления от целиков на смежных

пластах свиты
3.6 Влияние глубины отработки на размер и конфигурацию зоны повышенного горного давления в краевой части подрабатывающего пласта
3.7 Влияние мощности междупластья на размер и конфигурацию зоны повышенного горного давления в краевой части подрабатывающего пласта
3.8 Выводы по главе
ГЛАВА 4. ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПЛАНИРУЕМЫХ ВАРИАНТОВ ОТРАБОТКИ СВИТЫ ПЛАСТОВ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОГО ВЕДЕНИЯ ГОРНЫХ РАБОТ
4.1 Прогноз геомеханического состояния пластов Четвертый и Тройной шахты «Комсомольская»
4.2 Региональный прогноз геомеханического состояния пластов Четвертый и Тройной шахты «Комсомольская»
4.3 Региональный прогноз геомеханического состояния пластов Пятый и Мощный шахты «Северная»
4.4 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. На угольных месторождениях России отрабатываются свиты пластов. В ряде случаев зоны повышенного горного давления, построенные в соответствии с Инструкцией по безопасному ведению горных работ на шахтах, разрабатывающих угольные пласты, склонные к горным ударам РД 05-328-99, не отвечают безопасным условиям отработки пластов свиты. Связано это с тем, что на размеры и конфигурацию зон повышенного горного давления влияет ряд факторов, которые не учитываются в данном нормативном документе. Исходя из этого, разработка рекомендаций по безопасному ведению горных работ требует создания новых эффективных методов прогноза зон повышенного горного давления, формирующихся в процессе ведения очистных работ. В них должны учитываться главные влияющие факторы, а именно: большие площади очистных пространств горные работы на смежных пластах свиты, влияние целиков и краевых частей на смежных пластах свиты. Результаты шахтных исследований по изучению напряженного состояния окружающего массива отражают сочетание конкретных геологических и горнотехнических факторов, но их трудно перенести на другие горногеологические условия.
Поэтому наряду с развитием экспериментальных исследований остаются актуальными работы по использованию математических методов моделирования геомеханических процессов при отработке пластовых месторождений.
Значительный вклад в теорию и практику геомеханического обоснования безопасного ведения горных работ при отработке пластовых месторождений внесли такие ученые и специалисты, как С.Г. Авершин, И.В. Баклашов, Я.А. Бич, A.A. Борисов, Н.С. Булычёв, А.П. Господариков, В.П. Зубов, В.В. Зубков, Б.А. Картозия, О.В. Ковалев, A.A. Козырев, A.B. Леонтьев, Ю.М. Либерман, А.М. Линьков, И.М. Петухов, А.Г. Протосеня, Н.М. Проскуряков, В.В. Ржевский, А.Н. Ставрогин, С.Е. Чирков, А.Б. Фадеев и многие другие.
Принимая во внимание, что при планировании этапов ведения горных работ

Таким образом, на шахтах ОАО «Воркутауголь» установлено 268 выбросов и 51 горный удар [41,42,43,51,60].
Согласно статистике проявления динамических явлений, к настоящему времени, их число на шахтах ОАО «Воркутауголь» сократилось. Но при дальнейшей доработки Воркутинского месторождения следует учитывать следующие факторы: большая глубина ведения горных работ, сложная блочная структура недр с активными разрывными нарушениями, выбросоопасность и удароопасность угольных пластов и огромные площади выработанного пространства с большим количеством оставленных целиков. Все это создает условия для динамических разрушений.
С ростом глубины ведения горных работ и увеличением отработанных площадей шахтных полей на Воркутинском месторождении существенно изменился характер и интенсивность перераспределения напряжений в горном массиве. Этому замечанию свидетельствует факт возникновения динамических явлений по мере приближения горных работ к оси мульды, глубина которой составляет 1050 - 1100 м. Основными формами газодинамических проявлений на достигнутой глубине ведения горных работ являются: динамические явления комбинированного типа с разрушением угля и породы в глубине массива, динамические разрушения почвы выработок в зонах повышенных напряжений и расслоений пласта, а также техногенные землетрясения при отработке выемочных столбов. Анализом обстоятельств возникновения динамических явлений установлено, что первостепенными являются техногенные факторы, определяемые планированием развития и ведения горных работ [76].
Для расчета напряженного состояния использовались ситуации, позволяющие на плане горных работ возобновить картину отработанного поля на момент возникновения динамического явления. Было установлено местоположение динамических явлений и положение фронта очистных работ на момент проявления каждого из них. Проведена оценка напряженного состояния массива для конкретных ситуаций отработки угольных пластов, на момент