ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ГИДРОГЕОМЕХАНИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ВОДОРАЗДЕЛЯЮЩИХ СЛОЕВ В УСЛОВИЯХ СВЕРТЫВАНИЯ ГОРНЫХ РАБОТ :

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Аналіз досвіду ліквідації гірничих підприємств показав, що гідрогеологічні та геомеханічні зміни в гірничому масиві є визначальним чинником у прийнятті технічних рішень при закритті шахт. Це визначає необхідність розробки моделі геолого-технічного середовища, що дозволяє реально оцінювати гідрогеомеханічні зміни в гірничому масиві. Загальні підходи щодо вирішення цих задач визначені у другій половині 20-го століття науковими школами Ленінградського гірничого інституту, Всесоюзного науково-дослідного інституту геомеханіки і маркшейдерії, Дніпропетровського гірничого інституту, Криворізького технічного інституту та ін.

В подальшому значні кроки до розробки гідрогеологічних та геомеханічних моделей порушеного гірничого масиву зроблені фахівцями Національної гірничої академії України (1999 р.), Державної компанії з реструктуризації підприємств вугільної промисловості (ДК "Укрвуглереструктуризація", м. Донецьк) та відділення фізико-технічних гірничих проблем ДонФТІ НАН України (2000 р.). В основу відповідних обґрунтувань та рішень технологічних задач з управління  гідродинамічним режимом при закритті вугільних шахт покладено дані про їхнє затоплення у воєнний період та відомості про стан водорозділяючих шарів і бар'єрних вугільних ціликів у наступні роки. Ці дані свідчать про нерівномірність підйому рівня шахтних вод на суміжних шахтах, затухання швидкості затоплення в межах кожної з них. Якщо враховувати, що згортання гірничих робіт супроводжується частковою або повною зупинкою роботи водовідливів, то при вирішенні завдань керування гідродинамічним режимом закриття шахт необхідно забезпечити планове відключення водовідливів з визначенням критичного рівня затоплення і величин водопритоків, які не загрожують руйнуванням водорозділяючих шарів.

Аналіз галузевих нормативно-методичних документів свідчить, що при розрахунку розмірів водорозділяючих шарів і ціликів не враховуються особливості гідрогеомеханічних процесів, які супроводжують оконтурювання водотривів очисними виробками. Особливості, що стосуються шахт Кривбасу слід визнати найбільш обґрунтованими.

З огляду робіт щодо розрахунку параметрів бар’єрних вугільних ціликів витікає, що основним критерієм визначення їхньої стійкості є дія напружень від ваги порід покрівлі. У розроблених методиках використовується межа міцності вугілля на одноосьовий стиск і не враховується збільшення міцності при об'ємному навантаженні цілика. Крім цього, існуючі методики і рекомендації щодо розмірів бар'єрних ціликів не враховують їхнього розташування на значній відстані від зони ведення гірничих робіт. При цьому водоприток  із затопленої частини гірничого масиву може бути мінімальним. Вочевидь, у подібних випадках доцільно залишати цілики менших розмірів. Найбільш істотним недоліком існуючих нормативів є відсутність врахування водозахисних (або навпаки проникних) властивостей бокових порід. У гірничодобувній галузі країни в останні роки виникло гостре питання наукових обґрунтувань у прийнятті технічних рішень зі стабілізації і ліквідації негативних гідрогеомеханічних проявів у соляних шахтах Солотвинського родовища, яке вважалось надійно захищеним водотривами. Попередній аналіз показав, що функції водорозділяючих шарів як вугільних родовищ так і сольових діапірів слід об’єднати у єдине наукове завдання.

Наведені узагальнення з розглянутого комплексу питань дозволили сформулювати основні задачі досліджень дисертаційної роботи та визначили методичні підходи до їх виконання.

Аналіз показує (О.П. Семенов), що тільки у 22,5% випадків фактичні розміри вугільних ціликів відповідають нормативним.

З даних про фільтрацію води через цілики зроблений висновок, що випадки проривів води через бар'єрні вугільні цілики досить рідкісні в порівнянні з проривами води через бокові породи цілика, особливо якщо вони представлені водопроникними пісковиками і вапняком. Крім цього надходження води із затоплених гірничих виробок відбувається головним чином у результаті їх геомеханічної взаємодії з виробками, що експлуатуються.