Прогноз безопасных условий разработки свиты угольных пластов под водными объектами на основе геомеханики техногенных водопроводящих трещин

Abstract

Исследования процессов сдвижения слоев массива горных пород при первичной их подработке показывают, что максимальная кривизна слоев имеет тенденцию к уменьшению обратно пропорционально квадрату расстояния от пласта до рассматриваемого слоя. Это проявляется через распределение вертикальных деформаций растяжения наибольших вблизи пласта и уменьшающихся к поверхности, что (это) является следствием механизма изгиба слоев массива: кривизна нижележащих слоев больше кривизны вышележащих. В зоне полной подработки максимальная кривизна каждого из слоев повторно подрабатываемой толщи равна максимальной кривизне поверхности, т.е. кривизна вышележащего слоя повторяет кривизну нижележащего. Следовательно, максимальная кривизна любого из слоев массива обратно пропорциональна квадрату глубины залегания пластов свиты. При этом распределение вертикальных деформаций массива качественно и количественно отличается от распределения первично подработанного массива: вертикальные деформации на порядок меньше и распределение представлено чередованием деформаций растяжения и сжатия. Такое распределение является следствием механизма изгибов слоев повторно подрабатываемой толщи и объясняет, почему высота зоны водопроводящих трещин не возрастает в этих условиях относительно образовавшейся от выемки первого пласта свиты. Разработанная на основе таких геомеханических процессов методика прогноза развития зоны водопроводимых трещин позволяет осуществлять безопасную выемку пластов угля под водными объектами.