Изучение геомеханического состояния подработанного массива на шахтах карагандинского угольного бассейна

УДК 622.1:550.82          (Караганда, КарГТУ)

  (Караганда, КарГТУ)

  (Караганда, КарГТУ)

ИЗУЧЕНИЕ ГЕОМЕХАНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОДРАБОТАННОГО МАССИВА НА ШАХТАХ КАРАГАНДИНСКОГО УГОЛЬНОГО БАССЕЙНА

       По результатам многолетних инструментальных наблюдений за оседанием земной поверхности на Восточном блоке шахты «Саранская» (бывшая «Сокурская») выполнен анализ процесса и закономерностей сдвижения подработанной толщи горных пород.

Отработка запасов на данном участке велась в период с 1975 по 1989 годы. Глубина разработки составляет от 350 до 500 м. На рисунке 1 приведен совмещенный план горных работ по пластам К7, К10, К12. На земной поверхности были заложены наблюдательные станции по простиранию и вкрест простирания пластов, по которым производились периодические наблюдения прокладкой нивелирных ходов технической точности.

Рисунок 1 – Совмещенный план горных работ по пластам К7, К10, К12

На завершающей стадии процесса сдвижения происходит полное оседание поверхности, площадь которой увеличивается на величины вторичных шагов обрушений по всему периметру выработанного пространства.

Вертикальные разрезы исследуемого участка на Восточном крыле шахты «Сокурская» по простиранию и вкрест простирания пластов представлены на рисунках 2 и 3.

Рисунок 2 – Разрез по простиранию пластов К7, К10, К12

На земной поверхности образуются протяженные линии трещин и провалов со всех сторон выработанного пространства (на подработанной поверхности шахты «Сокурская» их отмечено три ряда). Время образования трещин и провалов на земной поверхности для четырех сторон – разное. Например, первые трещины и провалы образовались в 1983году с верхней стороны очистной выемки (глубина Н=350м). Только через год, в 1984 году образовались трещины и провалы земной поверхности с западной стороны (линии начала очистной выемки). В 1989 году образовались трещины и провалы земной поверхности с южной и восточной сторон (совмещенный план горных работ и поверхности на рисунке 1), то есть спустя почти 15 лет после начала отработки свиты пластов.

При обрушении подработанного массива от границ увеличенного на вторичный шаг обрушения периметра очистной выемки по нормали к пласту образуется секущая трещина до поверхности, либо до ближайшей линии поверхностных трещин.

Рисунок 3 – Разрез вкрест простирания пластов К7, К10, К12

Анализ  полной картины процесса сдвижения до земной поверхности на восточном крыле шахтного поля шахты «Сокурская» позволил сделать вывод о том, что это явление происходит со всех сторон по периметру очистной выемки (рисунки 2 и 3).

На вертикальных разрезах (рисунках2 и 3) отстроены углы сдвижения и углы разрывов, которые позволяют сопоставить результаты теоретических построений по методике ВНИМИ и практическими данными, основанными на результатах многолетних наблюдений за процессом сдвижения на подработанном участке. Из выполненных построений видно хорошее соответствие полученных результатов, которое находится в пределах инженерной точности.

       График оседания земной поверхности Восточного участка изображен на рисунке 4.

Рисунок 4 – График оседания земли

Таким образом, выполненные наблюдения и анализ их результатов показали, что происходит полное оседание участка земной поверхности, площадью равной площади выработанного пространства, плюс полоса шириной, равной вторичному шагу обрушения по всему периметру очистного пространства.