Техногенное воздействие на геологическую среду горных разработок, страница 4

     Прогнозирование развития техногенных водопроводящих трещин с учетом местоположения слоев в массиве с определенными механическими характеристиками. Для случаев натурного определения высоты ЗВТ, для которых имеется  полная информация по литологическому  составу толщи, по изложенной выше схеме были определены величины ,L и c.

     Фактическому местоположению слоев в толще соответствует фактичесое распределение граничной кривизны () и соответствующие расчетные значения . Поскольку зависимость  от литологического состава толщи получена сглаживанием по принципу наименьших квадратов отклонений, то получаемые по ней значения кривизны  можно считать соответствующими равномерному распределению слоев толщи с примерно одинаковыми мощностями. Следовательно, относительная величина  также должна характеризовать относительное положение центра масс (мощностей) слоев толщи, т.е. равняться . Расчеты и сравнение величин с и  подтвердили наличие изложенной закономерности. Это означает, что с учетом содержания пород глинистого состава и их местоположения в толще над рассматриваемым пластом граничную кривизну следует определять следующим образом:

,

так как  и                           (6)

то .

При расчетах граничной кривизны по формуле (6) величины  определяются непосредственно по литологическим колонкам, полученным по каротажу или по керну.

     Таким образом, прогнозные расчеты высоты ЗВТ, образующейся от выемки одного пласта, рекомендуется производить по следующей схеме.

     Прогнозируемый параметр ЗВТ в общем случае следует определять из зависимости:

,                                                                  (7)

где значение граничной кривизны  необходимо принять равным , то есть

 .                                     (8)

     Так как  и , то формула (8) приобретет следующий вид:

.                                               (9)

Подставив последнее выражение в (7) и сделав необходимые преобразования, получим:

                                                            (10)

или ,                                                  (11)

где  – высота ЗВТ над отрабатываемым пластом, м; m – вынимаемая мощность пласта, м; H – глубина пласта, м; A – содержание алевролитов, аргиллитов и глинистых сланцев в долях от мощности коренных пород; e – основание натуральных логарифмов; n – количество слоев определенной литологии, составляющих толщу над пластом;  – расстояние от пласта до i-го слоя определенной литологии, м; 50 – эмпирический коэффициент, имеющий размерность .

     Выявленная закономерность зависимости граничной кривизны от содержания в толще слоев пород глинистого состава и местоположения слоев, слагающих толщу, позволяет существенно повысить точность прогноза развития зоны водопроводящих трещин над отрабатываемым пластом. Что приводит к более рациональному использованию природных ресурсов и уменьшению техногенного воздействия на геологическую среду.

4. Управление геомеханическими процессами по снижению степени нарушенности массива.

     Технические решения оптимальной выемки пластов угля по сути своей являются техническими решениями по управлению геомеханическими процессами на основе выявленных закономерностей развития деформаций в подрабатываемой толще и связанных с ними техногенных водопроводящих трещин. К числу таких решений можно отнести: переход на системы с полной или частичной закладкой выработанного пространства; управление кровлей целиками (переход к камерным системам); оставление предохранительных целиков под водными объектами. Эти мероприятия сводят к минимуму или исключают деформации массива, однако они зачастую нецелесообразны из-за низкой технико-экономической эффективности. Наиболее перспективны горно-технологические мероприятия, позволяющие глубоко управлять геомеханическими процессами при выемки пласта или свиты пластов. К таким мероприятиям относятся:

-  слоевая выемка пласта или его разработка на неполную мощность;

-  рациональный порядок выемки пластов свиты.