Класифікація порід, що вміщають, coalguide
Класифікація порід, що вміщають
При підземному видобутку корисних копалин в товщі гірських порід утворюються порожнечі - вироблений простір.
Вироблення, з яких виробляється виїмка корисної копалини, називаються очисними. Для забезпечення стійкості очисних виробок, а в окремих випадках і для захисту земної поверхні від утворення провалів і тріщин, у виробленому просторі іноді залишають ділянки корисних копалин - опорні цілики - або ж ведуть очисні роботи із закладкою або обваленням порід, що вміщають. Опорні цілики призначені для утримання вищерозташованих порід від обвалень, а земної поверхні від опускання. При розробці родовища із закладкою вироблений простір заповнюють порожніми породами (закладних матеріалом); якщо розробка ведеться з обваленням, то породи покрівлі над виробленим простором не утримують ні целиками, ні закладних масивом, і вони обвалюються, заповнюючи вироблений простір і сприймаючи на себе тиск вищерозміщених порід. Зазначені заходи спрямовані на захист гірничих виробок від впливу на них так званого гірського тиску.
Гірське тиск - це сили, що виникають в масиві гірських порід, що оточує гірничу виробку. Виявляється воно в деформаціях і руйнуванні кріплення, опусканні і обваленні порід, що оточують гірничу виробку, обдиманні грунту, роздавлюванні ціликів, ущільненні закладного масиву і т. Д. Основні причини, що викликають гірничий тиск - власна вага порід, тектонічні сили і температурні градієнти.
У комплексі питань, з якими зустрічаються гірнича наука і практика, гірничий тиск займає одне з найважливіших місць, так як ефективність і безпеку ведення гірських робіт в значній мірі залежать від характеру його прояви і ВІД; вміння керувати ним.
Фактори, що впливають на характер прояву гірського тиску, дуже різноманітні і можуть бути розділені на дві групи:
До геологічним факторам відносять фізико-механічні властивості гірських порід і пласта, його кут падіння і потужність, глибину залягання, обводненість порід, що вміщають, будова покрівлі, грунту і потужності складають їх шарів і ін.
До гірничотехнічних факторів - розміри вироблення, термін її підтримки, швидкість посування вибою лави, спосіб виїмки корисної копалини, тип і характеристика застосовуваної кріплення, спосіб управління гірським тиском.
Фізико-механічні властивості гірських порід є головним фактором, що визначає характер прояву гірського тиску, їх стійкість і схильність до самообвалення. Залежно від здатності окремих шарів породи покрівлі і грунту до самообвалення, а також від розташування їх по відношенню до вугільного пласту розрізняють помилкову, безпосередню і основну покрівлю, а також безпосередню і основну грунт.
Помилковою покрівлею називають залягає безпосередньо над розробляються пластом шар породи незначною потужності (до 0,5-0,6 м), який легко обрушается одночасно з виїмкою вугілля або з деяким відставанням від неї. Слід зазначити, що багато пласти не мають помилкової покрівлі.
Безпосередньою покрівлею називають залягає над пластом або помилкової покрівлею товщу порід, яка легко обрушается, причому на невеликих площах після видалення індивідуальної або пересування механізованого кріплення очисної виробки.
Основний покрівлею називають товщу міцних, стійких порід, що залягають над безпосередньою покрівлею і обвалюються при значній площі оголення. Основна покрівля може залягати і безпосередньо над пластом вугілля.
Хибна покрівля зазвичай складається з вуглистих і слабких аргиллитов; безпосередня покрівля найчастіше представлена алевролітами або аргілітами, а основна - вапняками і пісковиками, рідше міцними аргілітами.
Товщу порід, що залягає безпосередньо під вугільним пластом, називають безпосередній грунтом. З властивостями безпосередній грунту пов'язані явища здимання порід, вдавлення в неї кріплення, а на крутому падінні - сповзання і обвалення.
Товщу порід, що залягає нижче порід безпосередньої грунту, називають основною грунтом.
Породи покрівлі поділяють на чотири класи (за класифікацією колишнього ВУГИ) по їх обрушаемості; в основу класифікації покладено характер обрушаемості і висота їх обвалення.
Клас I - в безпосередній покрівлі залягає товща легко-обвалюються порід. Потужність цієї товщі, що складається з декількох шарів, більше 6-8-кратної потужності розроблюваного пласта.
Клас II - в безпосередній покрівлі залягає товща легко обвалюються порід потужністю менше 6 - 8 кратної потужності розроблюваного пласта. В основній покрівлі залягають важко-обвалюються породи, які обвалюються лише через деякий час після виїмки вугілля і оголення покрівлі на значній площі.
Клас III - в безпосередній покрівлі залягає відносно потужний пласт труднообрушающіхся порід. В окремих випадках безпосередня покрівля відсутня і над пластом залягає основна покрівля, яка припускає оголення на значній площі.
Клас IV - в безпосередній покрівлі залягають породи, здатні плавно прогинатися без значних розривів і тріщин (при потужності пласта до 0,8-1,0 м).
Породи покрівлі мають різну стійкість. Стійкістю називають властивості порід утримуватися від зрушення, деформації або обвалення при оголенні їх у міру виїмки вугілля. Залежно від площі і часу збереження стійкості без застосування кріплення розрізняють покрівлі абсолютно нестійку, нестійку, середньої стійкості, стійку і вельми стійку.
Наведені вище класифікації порід покрівлі по обрушаемості і стійкості використовують при застосуванні індивідуальної привибійної і спеціальної кріплення. В даний час, коли широко застосовуються механізовані кріплення, введено поняття «керованість покрівлі».
Керованість покрівлі характеризує її властивості піддаватися впливу комплексу заходів з управління гірським тиском і кріпленню призабойного простору. Це властивість залежить від впливу ряду факторів, головними з яких є обрушаемості і стійкість порід покрівлі, а також характер руйнування і переміщення їх над привибійного і виробленим простором. Наявність нестійких порід безпосередньої покрівлі певної потужності і міцних стійких порід основної покрівлі значної потужності зумовлює труднощі управління гірським тиском.
За ступенем керованості покрівлі діляться на три класи:
- легкокеровані;
- середньої складності управління;
- важкокерована.