Ведение горных работ в зонах, опасных по геомеханическим условиям

К зонам, опасным по геомеханическим условиям (устойчивости уступов, бортов, отвалов), относят следующие участки ведения открытых горных работ:

- горный массив с наклонным и пологим залеганием слоистости в сторону выработанного пространства при наличии в призме возможного обрушения тектонических трещин, секущих уступ, протяженностью более 0,25-0,30 высоты уступа или ослабленных поверхностей, а также при подрезке такого массива горными работами на высоту более высоты черпания экскаватора;

- участки повышенной водообильности бортов и отвалов, сложенных мягкими связными и твердыми глинистыми, а также рыхлыми несвязными или слабосцементированными породами;

- участки бортов разреза и откосов отвалов, на которых обнаружены признаки (трещины, заколы, просадки) деформаций;

- участки борта, нагруженные отвалами, размещенными в пределах призмы возможного обрушения.

Перед началом работ в вышеуказанных зонах для обеспечения безопасности горных работ, необходимо проведение следующих мероприятий:

- обоснование параметров зоны возможных деформаций в соответствии с особенностями геологического строения прибортового массива;

- составление проекта наблюдательной маркшейдерской станции и проведения наблюдений в целях контроля распространения деформаций в зоне прибортового массива;

- оценка устойчивости откосов по результатам наблюдений;

- анализ деформаций и построения графика скоростей смещения реперов и поверхности скольжения по векторам смещения реперов;

- прогноз устойчивого угла откоса борта на основе анализа результатов натурных наблюдений и проектных решений;

- определение призмы возможного обрушения по результатам натурных наблюдений и расчета в соответствии со схемой деформирования прибортового массива;

- построение границы опасной зоны, которая определяется границами призмы возможного обрушения (оползания).

Периодичность наблюдений определяется в соответствии с методическими указаниями по наблюдениям за деформациями бортов разрезов и отвалов.

Если фиксируемые деформации имеют затухающий характер, то происходит закономерное перераспределение напряжений и не требуется никаких специальных противооползневых мероприятий. В том случае, если наблюдения показывают нарастание деформаций, необходимо провести тщательный их анализ и установить факторы, влияющие на развитие деформаций.

При превышении скоростей смещения реперов более 45 мм/сут, появлении трещин и заколов, необходимо горные работы остановить и разработать противооползневые мероприятия.

Основными противооползневыми мероприятиями для конкретных условий РУ "Новошахтинское", обеспечивающими безопасные условия работы в опасных зонах, и соответствующими "Правилам обеспечения устойчивости откосов на угольных разрезах" являются:

- создание упорной призмы (контрфорса) из пород вскрыши в основании приоткосной части уступов рабочих и нерабочих бортов;

- выполаживание бортов (уступов);

- изменение направления развития горных работ;

- дренаж прибортового массива;

- дренаж выработанного пространства с помощью нагорных канав перед укладкой отвалов в выработанное пространство;

- горизонтирование наклонного основания внутренних отвалов с частичной вывозкой слабого подстилающего слоя.

Данные мероприятия могут применяться как в комплексе, так и в отдельности. Определяющим моментом в выборе мероприятий является расчет устойчивости массива пород при условии значений коэф. запаса устойчивости больше или равного 1,2.

Расчет устойчивости выполняется специалистами предприятия для конкретных условий на основании рекомендаций "УкрНИИ проект" - "Исследование гидрогеологической обстановки разреза "Павловский №2" и разработка рекомендаций по эффективному осушению и устойчивости бортов и отвалов"; в соответствии с "Правилами обеспечения устойчивости откосов на угольных разрезах".

Технологические схемы ведения работ при размещении отвалов на слабое основание и образование многоярусных отвалов, отсыпаемых на наклонное основание (с углами наклона более 14°), предусматривают создание упорной призмы 2-мя вариантами:

1-й вариант предусматривает внутреннее отвалообразование породами автовскрыши, преимущественно песками и алевролитами. Породы размещаются на почву отработанного угольного пласта высотой яруса 15-20 м по мере отработки угольного пласта с отставанием от угольного забоя до 30 метров.

2-й вариант предусматривает создание упорной призмы в границах отрабатываемой угольной заходки при бестранспортном отвалообразовании в следующем порядке. После вскрытия блока шириной 40-60 м, экскаватор ЭШ 20/90 выходит из радиуса добычного забоя и занимается переэкскавацией ранее выложенных объемов. После отработки блока добычной экскаватор выгоняется из забоя, а вскрышной экскаватор, переходя на отработку нового блока, выкладывает часть объемов вскрыши в ранее отработанный добычной блок (выработанное пространство существующей заходки) к основанию откоса бестранспортного уступа внутреннего отвала.

Горизонтирование наклонного основания внутренних отвалов с частичной вывозкой слабого подстилающего слоя производится в процессе добычных работ. Наклонный угольный пласт отрабатывается узкими заходками с подрезкой почвы угольного пласта при ориентировании заходки по простиранию или в крест простирания угольного пласта.

Дренаж прибортового массива со стороны нерабочего борта производится при выполнении следующих мероприятий:

- при отработке угольного пласта по заходке вдоль рабочего и нерабочего борта копаются водоотводные канавы глубиной до 1,5 м, которые соединяются между собой поперечными канавами. При отсыпке внутренних отвалов по бестранспортной и автотранспортной схеме в основание отвалов размещаются пески и песчано-гравийные отложения толщиной слоя не менее 3 метров.