СПОСОБ ПЛАНИРОВАНИЯ ОЧИСТНЫХ ВЫРАБОТОК С УЧЕТОМ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ И ЛИКВИДАЦИИ ГОРНЫХ УДАРОВ, В ЧАСТНОСТИ В КАМЕННОУГОЛЬНОЙ ЗАЛЕЖИ Российский патент 1999 года по МПК E21C41/16 

Настоящее изобретение относится к способу планирования очистных выработок в тектонически напряженной осадочной залежи, в частности каменноугольной залежи, путем расчета направления выработки, протяженности (длины) выработки, скорости выработки и порядка отработки, при этом положение выработок ориентируют на тектонических нарушениях в массиве залежи, а для расчета массива залежей, подлежащего выработке вскрытием и нарезкой, в качестве основы планирования используют обрушение, простирание и размер сброса соответствующего распознанного геологического нарушения, а также направление энергии складкообразования и обусловленные тектонической энергией ослабления, дробления раздавливанием и сжатия в породе и вызванные этим тектонические перемещения масс.

Такого рода способ описан в международной заявке WO 95/14155. Согласно этому способу принимают во внимание тектомеханический процесс при возникновении залежи (месторождения) для проектирования блоков залежи, при этом используют тектомеханические зависимости при возникновении подлежащего планированию выемок массива залежи в качестве основы планирования выемок, причем уточненные данные о форме и поведении тектоники способствуют улучшению основ планирования выемок, равно как и относящихся к планированию необходимых для этого вскрытий и нарезок. Таким образом, согласно известному способу для планирования выемок уже используются зависимости между тектоникой малых и больших форм или между инициирующими и последующими нарушениями. При этом учет тектомеханических зависимостей позволяет получить более ранние сведения о том, остается ли предположительно одинаковым либо увеличивается или уменьшается в одном или другом направлении простирания, например, сброс известного нарушения (породы). Следовательно, известный способ по этим данным уже позволяет определить размеры изменений направления простирания и падения у распознанных нарушений и сделать из этого выводы для планирования выемок; этот способ позволяет получить данные о разрыве сбросов в зависимости от падения слоев породы, т.е. в зависимости от уровня складкообразования, и по ним подготовить планирование выемок. Согласно известному способу возможно получение уточненных данных о форме поведения тектоник с большими и малыми формами, за счет чего целенаправленно частично улучшаются основы планирования выемок и тем самым собственно и само планирование выемок.

Хотя согласно известному способу уже удается повысить надежность планирования при ориентировании выработок в массиве залежи, тем не менее при разработке или при добыче возникают проблемы в связи с опасностью горных ударов или массообрушения, также связанные с возникновением газовыбросов. Так, например, согласно известному способу планирования для оценки опасности горных ударов учитывают только петрографию с песчаником и песчанистым сланцем и стратиграфию с толстоплиточными слоями и их расстояние до выработок. Недостатком этого способа является то, что не учитывается тектомеханический процесс, который имеет решающее значение при оценке, в частности, совпадений горных ударов с выбросом газа.

В основу изобретения была положена задача дальнейшего усовершенствования известного способа применительно к информативности основ планирования, в частности с целью исключить горные удары и обвалы массы.

Решение этой задачи, включая предпочтительные примеры выполнения и модификации изобретения, представлено в формуле изобретения, прилагаемой к данному описанию.

Основная идея изобретения заключается в том, что для предотвращения и/или ликвидации обусловленных выработкой горных ударов и/или обрушения масс и без выброса газа определяют возникающие из-за тектомеханического процесса участки или зоны с двухмерной или линиеобразной предварительной тектонической обработкой для обусловленных выемкой движений породы, а затем ориентируют выработки и/или принимают меры для снятия напряжения в занятом выемкой массиве породы и/или для дополнительной безопасности выработок.

Обеспечиваемое согласно изобретению преимущество состоит в том, что используют тектомеханические зависимости при возникновении планируемого массива породы в качестве основы (базы) планирования, причем уточненные данные о форме и поведении тектоники способствуют улучшению основ планирования. Таким образом, для планирования используются зависимости между тектониками с большими и малыми формами и между инициирующими и последующими нарушениями. Учет тектомеханических зависимостей предоставляет более ранние данные о том, остается ли предположительно одинаковым либо увеличивается или уменьшается в одном или другом направлении простирания, например, сброс известного нарушения породы. Согласно способу по изобретению предпочтительно определяют размеры изменений направления простирания и падения у распознанных нарушений и из этого делают выводы о порядке отработки, направлении выемки, подвигании очистного забоя и принятии мер по разгрузке от напряжения для предотвращения и ликвидации горных ударов; кроме того, можно получить данные о разрыве сбросов в зависимости от падения слоев породы, т.е. в зависимости от уровня складкообразования, и затем выверить расчет порядка отработки, направления простирания, подвигания очистного забоя и принятия мер по снятию напряжений для предотвращения и ликвидации горных ударов; также можно получить уточненные данные о форме и поведении тектоники больших и малых форм, что позволяет значительно улучшить основы планирования порядка обработки, направления простирания, подвигания очистного забоя и принятия мер по разгрузке для предотвращения и ликвидации собственно горных ударов, поскольку учитываются не только петрография, стратиграфия и шахтная геометрия, но также в значительной степени учитывается и тектоника.

Согласно одному из примеров выполнения изобретения на планируемом участке породы определяют направление энергии складкообразования и по нему ориентируют планирование порядка отработки, направления простирания, подвигания очистного забоя и принятия мер по снятию напряжений для предотвращения и ликвидации горных ударов, а также при необходимости дополнительных локальных мер по разгрузке от напряжения, как, например, взрывание. Общеизвестно, что энергии складкообразования в массиве породы противостоит противодавление, которое создается массой породы; энергия складкообразования преодолевает это противодавление и при этом совершает работу за счет возникновения тектонических нарушений и их формы, причем по распознанному направлению энергии складкообразования становится распознаваемой форма нарушения в качестве основы порядка отработки, направления простирания, подвигания очистного забоя и принятия мер по снятию напряжений для предотвращения и ликвидации горных ударов.

Вследствие тектомеханических процессов, а тем самым за счет энергии складкообразования в породе возникли раскалывания, которые частично из-за процессов движения оформились в тектонические нарушения, но частично остались как раскалывания. Раскалывания, которые возникли в связи с образованием плоскостей скалывания в сторону нарушений, также зачастую сами не сформировались в тектонические нарушения. Лишь с учетом тектомеханических процессов возникают многочисленные указания на то, где порода в значительной мере сохранилась в своем прежнем состоянии, а где сдвинута или расколота.

Так как толстоплиточность, в частности песчаника и песчанистого сланца, предоставляет наиболее значимые критерии для оценки опасности горного удара, то важно знать, где раскалывания имеют вид пластования. Тем самым локально толстоплиточные пласты могут быть расколоты (разрезаны) тонкослойно, что сравнимо с тонкоплиточными пластами. Раскалывания при пологом залегании могут располагаться перпендикулярно или наклонно. Это означает, что для предотвращения и ликвидации горных ударов песчаники и песчанистые сланцы в одном месте неодинаковы с песчаниками или песчанистыми сланцами в другом месте, хотя петрографически имеется совпадение. Лишь учет тектомеханических процессов позволяет достаточно полно оценить опасность толстоплиточности касательно горного удара. Равноценные геологические предпосылки, принимая во внимание опасность горного удара, достаточно полно могут быть выявлены только с учетом тектомеханического процесса, для чего необходимо использовать воздействия энергии складкообразования и противодавления, обусловленного массой породы. Боковую породу нельзя достаточно полно оценить на возможность горного удара с использованием одних только скважин. Оценка постоянно осуществляется в отношении того, что имеется толстоплиточность без учета раскалываний.

Поэтому согласно одному из примеров выполнения изобретения осуществляется проверка на предмет того, приобрела ли толстоплиточность пластов за счет раскалываний и разрушений тонкоплиточную структуру, которая важна для снижения опасности горного удара. Необходимо подчеркнуть, что и в последующем тектоника, используемая в качестве параметра влияния на опасность горного удара, известна не полностью. Таким образом, тектонические нарушения все же принимаются во внимание в качестве параметра влияния. Однако не учитывается то, что современные тектонические нарушения были заложены как раскалывания и что за счет процессов движения на или к плоскостям нарушения сформировались в надвиги, сбросы и сдвиги. За счет этого плоскости раскалывания сформировались в тектонические нарушения с соответствующими размерами надвига, сбросом и размерами сдвига. Другим атрибутом тектонических нарушений вследствие раскалывания и заключительного формирования за счет процессов движения являются падение, изменение падения и простирание.

Однако не все раскалывания из-за процессов движения становятся тектоническими нарушениями. Для опасности горного удара по существу несущественно, стали ли плоскости скалывания нарушениями или нет. Учет тектомеханического процесса позволяет улучшить не только обычное проектирование тектонических нарушений. Он указывает также на наличие раскалываний, на которых нет сбросов или минисбросов в миллиметровом или сантиметровом диапазоне, которые обычно не учитываются в геодезической технике и поэтому не содержатся также в плане горных работ. Учет тектомеханического процесса также указывает на простирание и падение раскалываний, которые учитываются для оценки опасности горного удара и предотвращения горных ударов с газовыбросами и без них путем расчета порядка выработки, протяженности выработки и принятия мер по разгрузке от напряжения, а также мер безопасности против обвала массы.

Согласно другому примеру выполнения изобретения раскалывания и разрушения породы принимаются во внимание для порядка выработки, протяженности выработки, подвигания очистного забоя, принятия мер по разгрузке для предотвращения и ликвидации горных ударов с газовыбросами или без них путем расчета порядка выработки, протяженности выработки и принятия мер по разгрузке от напряжения, а также мер безопасности против обвала массы.

Далее в связи с подземной деятельностью горняков порода "напоминает" о своем прошлом и о тектомеханическом процессе, который она претерпевает вследствие воздействия энергии складкообразования и противодавления. Вследствие горного врезания движений в породе следует ожидать прежде всего там, где во время тектомеханического процесса уже имели место движения. В этом случае имеются плоскости, на которых эти движения вследствие горного врезания при горнодобывающей деятельности распространяются далее. Энергий для разрыва соответствующих поверхностей движения не требуется, порода уже более или менее разрушена и тем самым подготовлена для восприятия движений.

В тектомеханическом процессе процессы движения при формировании тектонических нарушений не остались ограничены нарушениями. При этом сбоку от нарушений либо над и под нарушениями возникли ослабления породы и дробление раздавливанием. Это относится к надвигам, сбросам и сдвигам. При этом возникающие ослабления породы и дробления не всегда вызваны только одним единственным тектоническим нарушением, но также двумя или даже несколькими нарушениями. Ослабления и дробления раздавливанием вызваны движениями на плоскостях сдвига, которые только частично имеют границы надвига, сбросы или границы сдвига.

За счет тектомеханического процесса возникают участки или зоны, которые для движений вследствие горного врезания являются подземными, предварительно обработанными тектонически и которые сформированы как двухмерно, так и линиеобразно. Однако оба формирования - двухмерно или линиеобразно - имеют существенное значение для оценки планирования выработок, протяженности выемки, подвигания очистного забоя и для проведения мероприятий по снятию напряжения.

В противоположность участкам с дроблениями и ослаблениями породы, в которых произошли движения на тектонические нарушения или к ним, а также раскалывания с незначительными перемещениями и без них, существуют участки, которые сжимаются и спрессовываются за счет энергии складкообразования и противодавления, которое создает порода. На таких участках нет поверхностей, на которых произошли перемещения. Вместо этого порода спрессовалась. Напряжения в породе в тектомеханическом процессе повышались на участках с прессованием, при этом процессы движения, как они шли дальше на участках с дроблением и ослаблением породы, не снижали напряжений.

Процессы движения как следствие горнодобывающего внедрения (врезания) используют поверхности, которые предоставляет порода. На участках со сжатием такие поверхности отсутствуют, а если они и имеются, то лишь в ограниченном объеме. Это означает, что на участках со сжатием в результате порядка отработки порода создает предпосылки к возникновению локальных напряжений породы, которые не гасятся сразу движениями на или к имеющимся плоскостям скалывания. Одновременно возникает первоначальное состояние напластованности и, тем самым, толстоплиточность, которое не перерабатывается тектонически тонкоплиточными структурами, которые могут принимать различные направления в породе и минимизировать опасность горного удара.

Выемочные кромки при определенных предельных условиях повышают опасность горного удара. Выемочные кромки создают разделительные поверхности между теми частями породы, которые непосредственно были подвержены процессам движения в результате горнодобывающего врезания, и теми, в которых возникло высокое давление из-за опорного воздействия выемки, с возможностью возникновения повышенных напряжений в породе. Процессы движения нарушают или разрушают первоначальную структуру породы. Однако это происходит также в тектомеханическом процессе под действием энергии складкообразования, если на породу действуют ослабления и дробления и раскалывания. Тем самым можно сравнить выемочные кромки и границы между различно напряженными и/или ненапряженными участками, причем выработанный участок с тектонически напряженным участком и образующийся участок с тектонически напряженным или практически не напряженным участком имеют одинаковую тенденцию к оценке и планированию расчета порядка отработки, протяженности выработки, подвигания очистного забоя и принятия мер по снятию напряжения. На границах между различно напряженными участками выходят нарушения малотектонических форм, поскольку изменяются предпосылки для возникновения определенных тектонических типов нарушения. В тех местах, где тектонические нарушения выходят со сбросами, выходят также плоскости скалывания, которые не сформировались в нарушения с определенной мерой надвига или сбросом. Одновременно на участках границ заканчиваются раскалывания, которые связаны с выходом тектонических нарушений.

В соответствии с описанным выше на границах между различно напряженными участками выходят только нарушения и раскалывания, которые могли возникнуть в этих участках. Это относится к зонам с ослаблениями породы и дроблениями. Однако это не относится или практически не относится к участкам со сжатием и прессованием, где перечень (счет) нарушений идет на "ноль". Это относится также к соседним участкам сжатий и прессований. На этих участках энергия складкообразования была снижена за счет раскалываний и движений, причем для участков с прессованием это обусловлено взаимовлиянием этих факторов.

Выработка вызывает движения также на плоскостях скалывания, в частности в зоне выемочной кромки, где повышенное горное давление, обусловленное выработкой, быстро убывает в сторону. Движения заканчиваются на конце плоскости скалывания, т. е. на границах между различно напряженными участками, если вырабатывается участок, напряженный раскалыванием, а на другой стороне практически отсутствуют плоскости скалывания, которые могут воспринимать процессы движения. Это приводит к типу "местного напряжения" в породе.

Согласно следующему примеру выполнения изобретения определяют места, в которых выработка пересекает границы между тектонически напряженными участками, причем в месте пересечения выработан участок, который имеет раскалывания, а на другой стороне практически не имеется раскалываний.

Согласно другому примеру выполнения изобретения у границ горной выработки в опережающем поле выемки проверяется, имеются ли в нем границы между различно напряженными участками, и при опасности местного напряжения выемку прекращают на удалении более 50 м. То же самое относится к штреку (выработке) параллельно полю выемки в опережающем поле выработки. Если в соседних пластах имеются выемочные кромки, то местные напряжения действительны для запланированной выработки, которую контролируют более часто при местном напряжении.

Важное значение имеет возможность сравнения выемочных кромок и границ между различно тектонически напряженными участками породы в отношении островных образований свободных от выемки участков, как это использовали до настоящего времени для распознания опасности горного удара. Так, например, при достаточно сильном раскалывании не может возникнуть остров, который в сочетании с повышенной опасностью горного удара приводит к осуществлению горнодобывающей деятельности. С другой стороны возможно, что остров в отношении раскалывания находится перед фронтом добычных работ. Учет тектомеханического процесса позволяет заранее распознать линиеобразные раскалывания и места, где эти раскалывания пересекаются, а порода очень сильно расколота; поэтому порядок отработки, протяженность выработки, подвигание очистного забоя и принятие мер по снятию напряжения при этом уже могут быть учтены при планировании.

Согласно другому примеру выполнения изобретения проверяется, разрушен ли раскалываниями остров выработки или нет.

Тектонические нарушения из-за процессов движения, которые происходят на этих участках, имеют обходное поле, которое не всегда не затрагивается разрушениями. Это справедливо прежде всего в том случае, когда процессы движения изменяются по интенсивности и направлению или процессы движения останавливаются. За счет учета тектомеханического процесса необходимо определять эти места и места без изменения процесса движения. Разрушения практически не затрагивали только те раскалывания, на которых, в частности применительно к одиночному элементу, произошли только незначительные движения. При этом на расстоянии до 200 м от наибольших тектонических нарушений параллельно нарушениям могут иметься протяженные раскалывания, которые возникли в тектомеханическом процессе по определенным правилам и на которых ослабления породы были сдвинуты за счет энергии складкообразования и противодавления. На границах раскалываний появляются границы без переходов, как и на выемочных кромках. Ограничения воздействий выработки над выемкой имеют падение, направленное в сторону вырабатываемого участка. Тем самым над островом выемки имеется пирамида породы, на которую не влияет выработка, и тем самым участок, поврежденный процессами движения. При соответствующем падении (наклоне) плоскости скалывания получается сравнимая зависимость в сочетании с результатами тектомеханического процесса и порядка отработки, поскольку выше порядка отработки процесс движения является опережающим, ограничение которого падает по направлению к выработке. Таким образом, как это имеет место при выемочном острове, возникает "чемодан" (крышка гроба) с избыточными размерами, который состоит из ненапряженной породы и тем самым является актуальным для опасности горного удара. Участки раскалываний влекут за собой процессы движения в породе, являющиеся следствиями горнодобывающей активности. Таким образом, вокруг породного острова без раскалываний возникают процессы, которые приводят к тому, что под боковыми раскалываниями создаются повышенные горные давления, если движения на плоскостях скалывания вызывают направленные вниз динамические сжатия. Повышенные горные давления, обусловленные выемочной кромкой, имеют существенное значение для оценки опасности горного удара. Эти повышенные горные давления находятся под влиянием консистенции и структуры породы не непосредственно рядом с выемочной кромкой, а уже на расстоянии нескольких метров. Таким образом, в частности при первой выработке, влияние выемки с его процессами движения имеет тенденцию там больше в сторону, где уже имеются плоскости скалывания для процессов движения как следствие тектомеханического процесса. Соответственно повышенное горное давление распределяется по широкому участку. Соответственно это локальное давление по меньшей мере большое. В противоположность этому стоит участок, который немного или вообще предварительно тектонически не обработан плоскостями скалывания, как нерасколотые толстоплитчатые слои. Здесь порода будет пытаться реагировать изгибами на это напряжение соответствующим построением напряжений изгиба.

При развертывании выработки основная кровля обрушивается только после определенного подвигания очистного забоя. Из-за еще неразрушенной приемной площадки значительные давления породы могут быть перенесены на забойный бок. Поэтому рекомендуется очистную выработку начинать в выработанном пространстве, где основная кровля уже обрушена. Так как для первых выемок эти приемы не могут быть применены, то в качестве замены предлагается срезанная порода, в которой основная кровля, по меньшей мере, в положении возможности существовать в виде большой поверхности над выемкой, чтобы минимизировать таким образом опасность горного удара.

Согласно этому примеру выполнения изобретения переналаживаются от полной закладки на разработку с обрушением на участках, где порода напряжена раскалываниями. То же самое относится к удлинению забоев, а также осаждению строительных ригелей и штрековых параллельных перемычек.

Для распознания опасности горного удара важно снять напряжение породы наверх по направлению к поверхности земли, а также предотвращение напряжений за счет плоскостей раскалывания и налегающих блоков (глыб) породы, которые создаются соседними глыбами. При этом ранее поверхность каменноугольной породы была даже поверхностью породы для земной поверхности или покровом, который способствовал созданию квазиплоской поверхности каменноугольной породы. Следует иметь ввиду, что за снятием напряжения следует новое давление налегающих пород, которое было подготовлено более поздней кровлей залежи. Таким образом, упроченная порода в ходе сглаживания участков породы сначала разгружается от напряжения, а затем за счет возрастающего давления налегающих пород попадает под тип с "осадочным эффектом". Этот процесс находится в противоречии с осаждением слоев породы проводящего пласта породы, т.е. к осаждению, как породы, которая была в относительно мягком состоянии. Осадочная порода была по меньшей мере или нет в состоянии воспринимать напряжение, в частности, на участках сжатия. Сжатие проводящей пласт породы произошло из-за увеличивающейся кровли залежи и при этом в большей или меньшей степени при содействии горизонтального давления земной коры. Горизонтальное давление отчасти выше чем давление налегающих пород. Вблизи залежной кровли порода обучена максимально разгружаться от напряжений, чтобы затем опять воспринять их. Таким образом, порода вблизи покрова залежи знает процесс снятия напряжения, который имеет важное значение для снижения опасности горного удара. Однако, процесс снятия напряжения бывает различным в зависимости от констелляции петрографии, стратиграфии и тектоники с учетом тектомеханического процесса.

Если процесс разгрузки от напряжений (согласно русским данным) доходит до 250 м ниже земной поверхности, то тогда около 250 м ниже кровли залежи есть переход, существенный для горного удара. Здесь особенно интенсивно влияют границы между участками со сжатием и участками с раскалываниями. На участках с раскалываниями были возможны разгрузки от напряжения за счет компенсирования вследствие сглаживания породы. На участках со сжатием процесс снятия напряжений состоялся на определенном уровне ниже проходящей земной поверхности. В настоящее время участки с раскалываниями разгружаются от напряжений быстрее, потому что порода знает процесс снятия напряжения, который обусловлен широкой разгрузкой от давления налегающих пород. Выше зоны, около 250 м ниже кровли залежи, это приводит к обвалу массы, если плоскости скалывания расположены так, что выше от горной выработки имеются структуры наподобие "чемодана", в частности с большой толстоплиточностью слоев породы. Обвалы массы также могут возникнуть, если раскалывания появляются из-за инициирующего действия ограничивающегося глыбами сброса и от выходящих наверх надвигов таким образом, что в соединении с толстоплиточными слоями породы появляются "чемоданообразные" структуры.

Согласно одному из примеров выполнения изобретения определяют ярусные раскалывания от первичных (инициальных) нарушений, которые возникают в связи с тектомеханическим процессом из- за воздействия энергии складкообразования, а также горного давления и движений для формирования тектонических нарушений больших форм, и определяют места, опасные в смысле обвала массы. В определенных таким образом зонах сокращают запаздывание крепления, избегают остановок комбайнов и остановок в горной выработке, в которых нет пауз из-за выходных дней и праздников.

Горные удары возникают зачастую, но не всегда, в связи с газовыбросами. Это происходит, если те плоскости скалывания, которые способствуют возникновению горного удара в связи с порядком выработки, скоростью выработки и протяженностью выработки, включая геометрию выемки, были остановлены встречными перемещениями, причем движения могут быть направлены горизонтально, вертикально или горизонтально, вертикально или диагонально. Тогда на участках плоскостей скалывания возникнет милонитизированная порода со способностью, что газ может наслоиться на уголь. При соответствующем горном давлении вследствие геометрии выработки в газе появляются также большие сжатия, которые высвобождаются в связи со срабатыванием напряжений. При этом неважно, что является срабатыванием комбинированного результата, давление газа или концентрация напряжений. А также внутри пласта в лежащих рядом слоях могут быть различные структуры. Так один слой показывает тектонику надвига, а соседний нет. В зонах тектоники надвига угли более милонитизированы, чем в соседних зонах и тем самым более сформированы для газовыбросов.

Контроль на газоопасность и давление газа согласно примеру выполнения изобретения проводят в зоне слоя с надвигами, а не в соседних участках. Милонитизация препятствует перетеканию из одного слоя в другой.

При возникновении островов выработки и незначительного влияния тектонических структур с ограничением выемочными кромками, фронтом очистных работ, бровками штреков и обусловленными тектоникой, актуальными в отношении горного удара структурами, а также при присутствии толстоплиточности усиливают контроль на предмет предотвращения горных ударов согласно еще одному примеру выполнения изобретения.

Существуют залежи, в которых первоначальное напряженное состояние, которое имело решающее значение для направления потока энергии и направления действующего противодавления, имело почти одинаковое направление как и замеренные в настоящее время давления. В этом случае выстраиваются сравнимые напряженные состояния, как они были в наличии первоначально. Это означает, первоначальные напряженные состояния имеют решающее значение для роста напряжений в настоящее время, потому что порода получила для роста и релаксации напряжений предварительную тектоническую обработку.

Согласно другому примеру выполнения изобретения определяют места, где концентрации напряжений, которые имели место на участках со сжатием и согласно этому с учетом других актуальных в отношении горного удара влияний, в отношении которых принимаются меры для предотвращения горных ударов.

Если первоначальное напряженное состояние с направлением потока энергии и направлением действующего противодавления не согласуется с настоящим направлением давления, то тогда согласно примеру выполнения проверяется, должны ли и на сколько учитываются совместно первоначальное распределение давлений и настоящие соотношения давлений в отношении предотвращения горных ударов. При этом нужно придерживаться того, что наверху от сбросов независимо от того, идут ли перемещения наверх или вниз, возникают при выпуклых изменениях направления простирания только ослабления породы, а при вогнутых изменениях направления простирания только дробления раздавливанием. Эта картина изменяется вниз от сбросов. Там при выпуклых изменениях направления простирания от сбросов при движениях вниз возникают сжатия или прессования, а при движениях наверх ослабления породы и прессования. Тем самым при распределении давлений, побуждающим к движениям на сброс, направленным наверх, снижается опасность горного удара вниз от сбросов. При вогнутых изменениях направления простирания от сталкиваний возникают только ослабления породы под сбросом при движениях вниз, а при движениях наверх прессования или сжатия. В таком случае при движениях наверх и соответствующем, действующем в настоящее время давлении увеличивается опасность горного удара.

Согласно другому примеру выполнения изобретения определяется текущее распределение давлений, и сравнивается с этим распределением давлений в тектомеханическом процессе, как оно следует из современных тектонических структур, посредством имитирования. Сравнение базируется на естественном законе, что современное состояние является результатом незначительной затраты энергии. Решающей является первая фаза тектомеханического процесса. Более поздние фазы, которые между тем получили другое соотношение давлений, нашли другие пути (траектории) движения, которые были использованы. Достаточно широко это касается также возникновения участков сжатия.

Согласно другому примеру выполнения изобретения для первой фазы тектомеханического процесса определяют направление потока энергии и следующие за этим раскалывания по типу и условиям на предмет актуальности горного удара и после этого выверяют работы по предотвращению горных ударов. Таким образом более поздние фазы тектомеханического процесса проверяются, насколько первая фаза изменилась в смысле невлияния и/или была тектонически переработана. Определенные таким образом структуры далее исследуются, насколько и когда они актуальны в отношении горного удара, горного удара с газовыбросом или удара из-за нагрузки и после этого вводятся необходимые меры. При этом от сбросов исходит компонента давления, которая является результирующей давления налегающих пород и горизонтального давления и выходит из сталкиваний (сбросов). Как показывают измерения, эта компонента направлена наклонно вниз. Она присутствовала также в тектоническом процессе. Эта компонента давления существовала также при надвигах, которая следует как результирующая давления налегающих пород и энергии складкообразования или противодавления. Между надвигами и сбросами в отношении участков сжатия имеется различие, состоящее в том, что при сбросах сжатие, возникающее вследствие результирующей на участках нарушений и энергии и противодавления, на участках с выпуклым изменением направления простирания накладывается ниже сброса. При надвигах с выпуклым изменением направления простирания накладываются результирующие, исходящие от участков нарушения. Одновременно процесс движения, побуждаемый энергией складкообразования, создает предпосылки для процесса движения, направленного в сторону от изгиба в направлении простирания, для ослабления породы, которое переносится за счет трения на поверхности надвига на участок под него. Таким образом, сжатие уменьшается или даже устраняется. Согласно одному из примеров выполнения изобретения под сбросами в зоне мест пересечения между раскалываниями, возникающими вследствие энергии складкообразования и границами сжатия, обусловленного энергией складкообразования и результирующей из давления налегающих пород и горизонтального давления, которое существует перпендикулярно, не создает никакой выработки. При этом избегают на этих местах возникновения выемочной кромки и в одинаковой связи на этом месте вырабатывают участок над сжатием. Этого следует избегать, в частности при толстоплиточных слоях с песчаником и песчанистым сланцем под и над пластом.

Возможность сделать вывод об опасности горного удара, исходя из тектонических структур, открывает одновременно еще возможность привлечь результаты мер уменьшения напряжения в качестве основы для улучшения проектирования нарушений. Если концентрации напряжений находятся на границах между различно напряженными участками, то на них следует ожидать увеличенного содержания буровой муки, которое согласно еще одному примеру выполнения изобретения используют для точного расчета границ. Таким образом изгибы могут быть точно спроектированы в направлении простирания от сбросов. Без учета тектомеханического процесса не исключено, что будут проведены бурения для снятия напряжений на участках, в которых наступает сползание пласта диагонально на раскалывание, которое имеет возможно значительную ширину от 100 м. В этом случае порода разрушена. Вероятность буровой муки большая. За счет мер по снятию напряжений порода дополнительно повреждена и прочность поставлена под вопрос, хотя концентрации напряжения при учете тектомеханического процесса не нужно было ожидать. Такого рода скольжения слоя нужно ожидать на участке до 400 м перпендикулярного к напластованию расстояния от надвигов, если надвиг выходит вверх, до 200 м перпендикулярного пластованию расстояния от надвигов, если надвиг выходит вниз, или размеры надвига изменяются на участке, который лежит в наклоне (падении) между участками с постоянными размерами надвига. Скольжений слоя следует ожидать в зоне с наклонным и крутым залеганием, если по соседству нет круче падающих (наклонных) слоев породы. Для этого скольжения слоев идут там, где наклон сброса изменяется сверху вниз. При этой предпосылке скольжение слоя находится выше сброса на участке, который был столкнут изменением наклона. Скольжение слоя простирается до 1000 м расстояние от сброса или до середины глыбы.

Согласно другому примеру выполнения изобретения определяют зоны со скольжением слоя, устанавливается направление скольжения относительно раскалываний и разрушенная порода, в которой не следует ожидать никаких напряжений, исключается из мер по уменьшению напряжений в породе.

Концентрации напряжения находятся во взаимосвязи с геометрией выработки, геометрией штреков, стратиграфией, петрографией и тектоникой, так как они возникли за счет тектомеханического процесса. Согласно вышеизложенному к этому следует добавить завалы от нагрузки, разрушения породы с последующей обрушенностью, газовыбросы с газосодержанием и газоциркуляцией. Таким образом существенная часть сводной зависимости в горном деле приходится на концентрации напряжений. Сводная зависимость как следствие бесспорной комплексности не просматриваема и частично запутана (сложна). Все это рекомендует разработку структур одной сводной зависимости "концентрации напряжения", причем каждая отдельная подзона в частных путях разгрузки полностью охватывается и предусматриваются те места с ответвлениями для предотвращения горного удара, которые для этого подходят по составу. Одинаковые требования действуют и в обратном направлении, т.е. к разработке газовыделения, крепления и последующей обрушаемости в принципе предъявляются те же требования, что и при профилактике горного удара.

Согласно еще одному примеру выполнения изобретения вырабатываются линии разгрузки разработки и при этом не в последнюю очередь разработка с помощью электронной обработки данных. То же самое происходит с выходом газа, с циркуляцией газа, последующей обрушаемостью и крепежному хозяйству. При этом метятся ответвления для сообщающихся линий разгрузки в соответствии с величиной влияния и интенсивностью влияния.

Согласно следующему примеру выполнения изобретения для линий разгрузки примерными данными и ориентацией являются уже подготовленные разгрузочные линии тектомеханической разработки. В них отмечаются места, которые соответственно актуальны на предмет содержания газа, газоциркуляции, для последующей обрушаемости и крепежного хозяйства. Ослабления породы возникают наверху от сброса, если процессы движения происходят в зоне с выпуклыми изменениями линии простирания (изломов и арок) на поверхности сброса вниз или вверх. В обоих случаях блоки породы дрифтуют далеко друг от друга. Это происходит в тектомеханическом процессе при процессах движения вниз, потому что блоки породы по обеим сторонам зоны пытаются следовать земному притяжению. Одинаково происходит при процессах движения вверх, потому что блоки породы вследствие эффектов полосчатости, вызванных энергией складкообразования и противодавления, пытаются переместиться от изломов и арок. В соответствии с возникающими ослаблениями породы, эти ослабления в заключение пододвигаются вследствие действия энергии складкообразования и противодавления. За счет возникновения ослабления породы и устранения его вследствие энергии складкообразования и противодавления создаются плоскости скалывания в зонах ослабления, на которых движения идут дальше вследствие горнодобывающего внедрения. В этих зонах не следует ожидать концентрации напряжения, потому что возникающие напряжения, обусловленные горнодобывающей деятельностью, могут быть движениями отработаны на имеющиеся поверхности. Взаимосвязанные части породы для этого не достаточны по объему. Рудничный газ не может увеличить опасность горного удара. Этот газ потом при открытой разработке в зонах с ослаблением породы может перемещаться в сторону этих разработок, так что давление газа не повышается.

В зонах с выпуклыми изменениями направления простирания от сбросов есть компоненты движения вниз и вверх, а также в стороны (в бок). При этом компоненты движения в стороны вызывают ослабления породы. Блоки породы в зоне изломов как блоки разрыхляются, поскольку порода находится между прямоугольниками, которые возводятся в изломе на линии простирания участков нарушения, находящихся по обе стороны от излома. Эта зона перед изломом не перемещается блоком в сторону. В противоположность этому блоки породы под участками нарушения справа и слева от выпуклого излома в простирающемся направлении сброса перемещаются в сторону как блок. Это происходит как при движениях вниз вследствие собственной тяжести (веса), так и при движениях наверх вследствие эффекта полосчатости. Прямоугольники таким образом являются границами между различно напряженными слоями и границами поверхностей (плоскостей), на которых движения блоков породы идут дальше блоком. В таком случае нет побуждений для ослабления породы. Таким образом зона ослабления породы может быть локализована. Ослабления породы простираются от выпуклого излома или арки в направлении простирания сброса до середины глыбы или до расстояния 1000 м, измеряемого в направлении средней биссектрисы угла излома, причем выпуклый угол излома должен составлять более 5 гон (gon). Предпосылкой для этого является то, что по соседству нет никаких дроблений; дробления сокращают расстояние в 1000 м до 300 м. Ослабления породы устраняются за счет действия энергии складкообразования. Это означает, что порода в зонах ослабления породы научена "снимать напряжение", чтобы потом на каждом участке движения на поверхности сброса воспринимать напряжения с обеих сторон.

Ослабления породы возникают наверху от сброса, если процессы движения в зоне выпуклых изменений направления простирания на плоскостях сброса идут наверх. Тогда над сбросом возникают такие эффекты полосчатости, которые оба блока породы по обеим сторонам выпуклого излома выжимают направо и налево от излома при поддержке энергии складкообразования и соответственно противодавления. За счет трения порода тащится под плоскостью сброса. Тем самым под сбросом в зоне выпуклых изменений направления простирания при обратном сдвиге также возникают ослабления породы, которые параллельно сбросу, исходя от излома с все более увеличивающимся расстоянием от сброса, последовательно теряют мощность. В этом случае нет локализируемых границ между зонами с ослаблением породы и без ослаблений. Ослабления породы наверх и вниз от сброса в зоне выпуклых изменений направления простирания имеют последующее заметное различие. Сверху от сброса имеется свободное пространство по направлению к земной поверхности, в котором отдельные части породы перемещаются беспрепятственно со стороны налегающей соседней глыбы так же, как это действует для зон под сбросом. Это означает, что над сбросом отдельные части породы, которые перемещаются внутри ослабления породы, принципиально больше под ним. Части породы еще дополнительно разрушаются со всех сторон в рамках процессов движения. Таким образом наверх от сброса возникает достаточно плоскостей скалывания, на которых за счет движений напряжения снижаются, которые есть или возникают вследствие горнодобывающего внедрения в породу.

Повсюду, а также в зоне сбросов действует давление налегающих пород, которое создается в зоне сбросов от налегающих соседних глыб. Давление налегающих пород от соседней глыбы образует совместно с энергией складкообразования и соответственно с противодавлением, создаваемым в свою очередь массой породы, результирующую давлений, которая исходя от плоскости сброса, направлена наклонно вниз. Эта результирующая давлений выходит от всех участков нарушений, а также в зоне с выпуклым изломом в направлении простирания сброса, т. е. также от обоих участков нарушений справа и слева от излома. Участок налегания начинается в точке излома и соответственно на линии пересечения между участками нарушений сброса. Участок налегания сбоку ограничивается результирующей давления, выходящей от линии пересечения обоих участков нарушения и так же указывает наклонно вниз. Возникающая таким образом треугольная плоскость и возникающая таким образом пространственная призма конструируется как пример выполнения изобретения, согласно которому на простирании участков сброса возводятся прямоугольники. На треугольной поверхности с налагающимися компонентами давления, состоящими из энергии складкообразования и соответственно противодавления с одной стороны и давления налегающих пород с другой стороны, давление и тем самым также напряжение в породе больше, чем в соседней зоне. Одновременно на границах призмы ослабления породы и затем опять прессование больше, чем в зоне, характеризуется налагающимися компонентами давления, так как в ней движения, которые имеют место быть на обусловленных изломом обоих участках нарушений и переносятся за счет трения в зону под сбросы, заканчиваются на границах призмы.

В зоне выпуклых изменений направления простирания сбросов возникают ослабления породы наверху от сбросов при процессах движения на плоскостях сброса вниз. В этих местах порода противодействует энергии складкообразования и соответственно противодавлению, и которая здесь податлива. Тем самым концентрируется воздействие энергии складкообразования и противодавления на участке ниже сброса. Порода в таких случаях сильнее спрессовывается и сжимается. Так как ослабление породы концентрируется выше сброса на участке выпуклого излома в простирающемся направлении сброса, то порода ниже сброса главным образом спрессовывается в этом участке. При этом от участков нарушений справа и слева от излома, т.е. все ослабления породы, действуют компоненты давления, которые показывают от плоскостей нарушения наклонно вниз и являются результирующей энергии складкообразования и соответственно противодавления и давления налегающих пород. Направленные наклонно вниз компоненты давления налагаются на участке, образованном линией, которая выстраивается прямоугольно в изломе между направлением простирания участков нарушения на их линии простирания. В этих случаях для породы есть наименьший шанс податься наверх; а также действующее здесь давление наклонно вверх больше чем в соседних зонах. Таким образом возникает сжатие внизу от выпуклого излома в сформированной в виде треугольника зоне, простирающейся до приблизительно середины глыбы и соответственно удаления 1000 м, исходя из выпуклого излома в проектирующемся направлении сброса и измеренного по средней биссектрисе угла излома. На этом участке нет или почти нет раскалываний, на которых снижаются за счет движений напряжения, возникающие вследствие горнодобывающей деятельности.

При движениях наверх на участке сжатия возникают ослабления породы, которые затем опять устраняются за счет энергии складкообразования и за счет действия противодавления. Тогда восстанавливается состояние напряжения, которое было до ослабления породы. Порода учит разгружать себя от напряжения.

Вследствие движений наверх над плоскостями сброса возникают малотектонические надвиги, которые простираются в зоне расстоянием до 200 м от сбросов более или менее параллельно сбросам. Это является признаком сопротивления трения на сбросах при движениях наверх. Тем самым разрывается процесс движения с последствиями для расчленения (раскола) породы, обусловленного частичными движениями.

Ниже сбросов вследствие трения на расстоянии до 100 м до сбросов слои породы захватываются вверх в форме изгиба с головой вниз. В зоне выпуклых изменений направления простирания возникают таким образом незначительные дробления в такого рода участках под сбросами, потому что диапазон движения наверх для формирования изгиба с направленной вниз вершиной становится очень узким. Таким образом возникают новые плоскости раскалывания для процессов движения как следствие горнодобывающей деятельности. В изгибе с направленной вниз вершиной во время тектомеханического процесса скольжения пластов приводятся в действие, которые там имеются повсюду, где возникают изгибы головой вниз и кончаются в зоне осей сгиба к породе, на которую не влияют изгибы головой вниз. Скольжение использует полосы угля и мягкие породные формации, например, сланцевую глину в качестве поверхностей смазки. Они активируются выработкой над изгибом головой вниз. Тем самым повышается давление на оси изгиба, которое действует от круто залегающих пластов породы в направлении падения (наклона) слоя. Это повышает локально склонность к горным ударам, как вблизи от осей сгиба для участка плоско падающих слоев породы. Подобное имеет место в зоне осей сгиба, которые простираются приблизительно параллельно сбросам.

Процессы сброса и взброса происходят на поверхностях сброса наклонно вниз или вверх. При этом возникает вертикальная и горизонтальная компоненты движения. Для способов предотвращения и ликвидации горных ударов с и без газовыбросом (а) и массообвалов в тектонически напряженном залегании каменного угля при расчете порядка отработки, протяженности выработки и ввода мер по снятию напряжения, а также мер безопасности, горизонтальная составляющая движения актуальна. Она увеличивается с увеличением движения вниз или наверх, а также с уменьшением падения плоскости сброса. При движениях вниз при относительно больших горизонтальных составляющих движения порода относительно спрессовывается, а при относительно небольших горизонтальных компонентах движения относительно ослабляется. При процессах движения наверх происходит обратное. Если процессы движения вниз локально больше, чем наверх, или есть только движения вниз, то имеет место прессование там, где есть сбросы. Преобладание движений наверх - это прессования в зонах, в которых расстояния между висящими и лежащими линиями пересечения незначительны, и есть ослабления породы там, где эти расстояния большие. Согласно другому примеру выполнения изобретения определяют зоны со прессованием и в качестве величины влияния при оценке опасности горного удара присоединяют к величинам влияния из изменений направления простирания и обратных сдвигов. Таким образом усиливается деятельность контроля в зоне осей сгиба, если в ней есть спрессования вследствие сбросовых условий на сброс.

При изменениях сброса на сбросах возникают ослабления на участках с незначительными сбросами и прессования на участках с большими сбросами. Выравнивание между ослаблениями породы и прессованиями осуществляется за счет транспортировки масс на сдвигах или плоскостях скалывания, которые приводятся в движение за счет энергии складкообразования и противодавления. Вблизи сбросов на расстоянии до 100 м имеется множество раскалываний, на которых разница в массе выравнивается за счет процессов движения. В соответствии с этим в породе имеются пути движения, на которых возникающие напряжения, обусловленные горнодобывающей деятельностью, могут быть сняты за счет процессов движения. На расстояниях больше, чем 100 м от сбросов происходит выравнивание массы на отдельных сдвигах с расстояниями от 500 м до 600 м. В противоположность большим сдвигам или зонам сдвига при этом происходит процесс движения на сдвигах, находящихся в связи с изменениями сброса, постоянно рассматривая в одном направлении, причем движения на одном сдвиге или плоскости скалывания и величины движения различны. Решающими являются локальные относительные данные по обеим сторонам сдвигов и возникающие в обходном участке раскалывания, служащие в качестве плоскостей движения для перемещений, если более поздние напряжения уменьшаются. Согласно еще одному примеру выполнения изобретения не ожидается концентрации напряжения в такого рода участках, до тех пор, пока на сдвигах нет никаких изменений сброса t > 10 м/20 м, а эти изменения сброса способствуют образованию трога на теневой стороне энергии складкообразования параллельно сдвигам, со сдвигами, которые простираются в направлении отклоненного потока энергии расстоянием до 600 м и падают в направлении увеличения сброса на нарушение, способствовавшее образованию трога. Тогда появляется ось сгиба на нижнем конце края трога. Круто падающие слои породы на краю трога напряжены скольжением слоя, которые встречаются диагонально выше нарушений изменения сброса и разрушают породу, со множеством плоскостей скалывания, кончающихся на оси сгиба, тем самым ось сгиба становится актуальной в смысле горного удара.

Дробления раздавливанием возникают наверху от сбросов, если процессы движения происходят на участке вогнутых изменений направления простирания (излом или арка) вниз или наверх. В обоих случаях блоки породы с дроблением вдвигаются друг в друга. Это происходит в тектомеханическом процессе вниз, потому что блоки породы по обе стороны излома пытаются следовать земному притяжению. Это происходит в тектомеханическом процессе наверх, потому что блоки породы вследствие эффекта полосчатости, который вызван энергией складкообразования и противодавлением, пытаются на изломе или арке надвинуться. Возникающие дробления раздавливанием вызывают во многих случаях вблизи излома над сбросами малотектонические надвиги. На большом удалении от излома, приблизительно от 600 м до 1000 м также возникают сдвиги, т.к. дробления не могут быть неограниченно большими. Раздавленная порода выжимается в сторону. Тоже самое относится так же к участкам с надвигами. Дробления начинаются на вогнутом изломе и ограничиваются по сторонам прямоугольниками, которые сооружаются в изломе на линии простирания участков нарушения. Прямоугольники ограничивают по сторонам блоки, которые сталкиваются соответственно на участки нарушений. При этом участок между прямоугольниками учитывается при каждом процессе сброса, который следует на одной или другой стороне излома на находящихся на них участках нарушения. Транспортировка масс по обеим сторонам излома имеет значительные воздействия на ожидаемые раскалывания и тектонику малых форм и тем самым на пути движения для снижения напряжений, которые возникают под землей при горнодобывающей деятельности. Порода во время тектомеханического процесса локально спрессовывается, однако взаимодробление следит за тем, чтобы участки не становились большими, чтобы допустить возникновения опасных концентраций напряжения вследствие горнодобывающей деятельности. Но в противоположность этому эти участки все таки достаточно большие, чтобы при нежелательных раскалываниях благоприятствовать массообвалам.

Поэтому согласно изобретению в одном из примеров выполнения предлагается для участков дробления, находящихся в связи с вогнутыми изменениями направления простирания, определять раскалывания на простирание, падение и мощность, чтобы потом проверить, возможны ли и в каких размерах массообвалы, чтобы после этого определить размеры крепления, запаздывание крепления и свободно заложенные пространства как у участков лавы.

При сбросах вниз процесс движения, который идет дальше на участке нарушения над сбросом, охватывает блок породы, ограниченный прямоугольниками, которые строятся на простирании участка нарушения в вогнутом месте излома. При этом блок породы на другой стороне прямоугольников представляет противодавление, которое вызывает процесс движения в направлении того участка нарушения, на котором движение идет дальше. Но и здесь также масса породы представляет противодавление, которое должно быть преодолено. Оно приводит отсюда к дроблениям и соответственно к локально ограниченным прессованиям участков залежи, ограниченных раскалываниями вследствие дробления.

При сбросах вниз на участке нарушения на другой стороне излома возникает зеркально-отраженно сравниваемый процесс. Таким образом возникают две границы, которые разграничивают друг от друга различно напряженные в тектоническом отношении с различными перечнями нарушений и раскалываний. Если в тектомеханическом процессе одна из границ активируется как граница, то другую процесс движения обходит для разъединения частей дробления и наоборот. Это означает, что по обеим сторонам обеих границ имеются раскалывания, которые также формируются в нарушения. При этом могут выходить все или несколько тектонических нарушений.

При процессах движения наверх на участке вогнутых изменений направления простирания от сбросов блоки породы, которые перемещаются в направлении вогнутого излома за счет эффекта полосчатости, определены зоной, находящейся над одним из двух участков нарушений справа и слева от излома. Зона над одним участком нарушения заканчивается на участке вогнутого излома у прямоугольников, строящихся в изломе и соответственно на линии пересечения между двумя участками нарушений на плоскости нарушения. Процесс движения наверх, инициируемый энергией складкообразования и соответственно противодавлением, вдавливает породу в становящееся шире пространство в зоне вогнутого излома. Порода была ослаблена. Однако, эффект полосчатости прижимает породу к излому, потому что энергетически это проще, чтобы оставаться в уровне. И только после это приводит к составляющим движения наверх. Несмотря на это процесс движения наверх создает свободные пространства для движений в сторону. Этот процесс отвечает за раскалывания. За счет эффекта полосчатости, проявляющегося при процессах движения наверх, наверху от плоскостей сброса на участках нарушения, порода в зоне своей границы, т.е. в зоне прямоугольников, сооружающихся на поверхности нарушения в зоне излома, прижимается к соседнему участку. Соседний участок спрессовывается, в то время как при движении вниз раздробленные части породы за счет процессов движения отодвигаются в сторону, за счет чего уже заложены плоскости скалывания. Этот процесс охватывает один раз одно, а другой раз другое разграничение обоих блоков породы над обоими участками нарушения.

Согласно еще одному примеру выполнения изобретения проверяют, есть ли над сбросом вследствие процессов движения на поверхности сброса вниз на участке прямоугольников, которые возводятся в вогнутом изломе на простирании сталкивания, раскалывания по обеим сторонам прямоугольников. Если имеются раскалывания, то учитывается, что имеют место пути движения, напряжения на которых, возникающее вследствие горнодобывающей активности, снижается за счет движений, уменьшающих опасность горного удара.

При движениях исключительно наверх согласно примеру выполнения изобретения учитывают, что в зоне прямоугольников на простирании участков нарушения, за счет чего блоки породы над отдельными участками нарушения ограничиваются, а именно, в частности сверху, а также снизу треугольной зоны излома между обоими прямоугольниками были прессования и сжатия во время тектомеханического процесса. В соответствии с этим учитывают, что в данной зоне отсутствуют раскалывания и тем самым пути перемещения для движений породы для уменьшения напряжения. На ширине 100 м осуществляют усиленные меры по определению напряжений.

За счет движений на плоскости сброса вниз в зоне вогнутого излома в простирании над сбросом возникают дробления, которые снижаются за счет движений в сторону. Трение на плоскости сброса в этой связи увлекает блок породы под сбросом в сторону. Блок породы под сбросом относительно подобного места соответствует блоку породы над ним. Это означает, что блок породы заканчивается у вогнутого излома в простирании сброса, причем исходящая от излома граница подобна прямоугольникам, которые строятся в изломе на простирании участка нарушения. Над вогнутым изломом в простирании сброса блоки породы, связанные с процессами движения на обоих участках нарушения, напластовываются по обеим сторонам излома. Под вогнутым изломом между блоками породы, лежащими под участками нарушения, имеется призма породы. На нее не воздействует никакая результирующая давления, которая устанавливается вследствие давления налегающих пород и энергии складкообразования и соответственно противодавления и которая направлена от плоскостей сброса наклонно вниз. В противоположность этому действует результирующая давления на блоки породы под участком нарушения. Эта результирующая давления обеспечивает в данном случае относительно большое сжатие. Это сжатие относительно больше, чем в породной призме в зоне вогнутого излома в простирании сброса, где не действует результирующая давления. Поэтому в зоне вогнутого излома относительно зон под участками нарушения могут перемещаться беспрепятственно подзоны породы. Если только блоки породы под сбросами увлекаются в сторону блоками породы, которые находятся наверху, то движения инициируются скалыванием (сдвигом), выходящим из зоны вогнутого излома. Тем самым, блоки породы под участками нарушения выдвигаются от призмы, находящейся под вогнутым изломом, по обе стороны, начиная на границах, определяемых прямоугольниками на участках нарушения, сооруженными в изломе. В породной призме возникают ослабления породы, которые после каждого перемещения движения, пододвигаются друг к другу на плоскостях скалывания за счет энергии складкообразования или противодавления. Плоскости скалывания простираются в направлении потока энергии и имеют падение, которое совпадает с падением вершины вогнутого излома. Раскалывания, возникающие в связи с пододвиганием друг к другу ослаблений породы, могут быть локализованы в отношении актуальности горного удара и массообрушения. Такое только условно возможно для границ породной призмы под вогнутым изломом в простирании сбросов. В этой зоне порода уносится, за счет чего нет четких границ, а только имеется переход от одного феномена напряжения в другой. Малотектонические сдвиги и раскалывания, которые внутри породной призмы под вогнутым изломом устраняют локальные ослабления породы, выходят в зоне перехода и на другой стороне обрушиваются не за счет других раскалываний. При процессах движения на плоскостях сброса в зоне вогнутого излома в простирающемся направлении сброса наверх движения, которые указывают за счет эффекта полосчатости в направлении излома, переносятся за счет трения на блоки породы под участки нарушения. Таким образом под вогнутым изломом порода сжимается с незначительными явлениями дробления без четкого бокового разграничения, так что в этой зоне нет границ, актуальных в отношении опасности горного удара. Сдвиги в обратном направлении вызывают под сбросами изгибы с направленной вниз вершиной, которые вниз от выпуклого излома наверх попадают в расширяющееся пространство. Это приводит к ослаблениям породы в этой зоне, за счет чего возникают плоскости скалывания, на которых более поздние напряжения уменьшаются за счет процессов движения.

Осадочные месторождения (залежи), как в частности каменноугольная залежь, выделена из-за тектоники структурных этажей, при которой обнажаются надвиги по направлению в глубину, которые простираются больше или меньше прямоугольно к сбросу. Если волнистое залегание с или без малотектоническим (ого) сдвигом (а) и/или надвигов(а) и малотектонические сдвиги и/или сдвиги без волнистого залегания вскрывается (обнажается), при этом залегающие в кровле зоны нарушены и не предоставляется никаких вскрытий, тогда закладываются в глубину большие надвиги. Волнистое залегание возникает за счет подпора движения блоков породы, которые перемещаются на поверхности надвига вверх, причем в подобном месте поток энергии над зоной выхода пересекает зону подпора. В этой зоне порода плоскостями скалывания расчленяется на малые подзоны, так что предлагается достаточно плоскостей движения для снижения напряжений, возникающих вследствие горнодобывающей деятельности.

Согласно другому примеру выполнения изобретения в зоне выше выходящих надвигов уменьшаются затраты для ликвидации горного удара.

Таким образом в зоне выхода надвига возникает слоепараллельное скольжение. Порода разрушается, если слоепараллельное движение наталкивается на препятствие. Препятствиями могут быть тектонические нарушения, раскалывания с небольшими сбросами вниз в мм-диапазон, пропластки, неправильности, размывы. Везде, где есть такого рода препятствия, порода раскалывается и разрушается вследствие слоепараллельного скольжения, так что появляется в достаточной мере путей перемещения, на которых за счет движения, возникающего в породе, напряжения уменьшаются. Если же нет препятствий, в значительной мере сохраняются пласты породы при слоепараллельном скольжении. В этом случае нужно принимать во внимание рост напряжений, если при этом, в смысле актуальности горного удара вследствие тектоники и горнодобычи, это приводит к целикам, которые имеют ограничения в виде крышки гроба. Слоепараллельное скольжение всегда там, где размер надвига не изменяется в надвиге в направлении глубины.

Изменения направления простирания от надвигов как следствие имеют эффекты воронкования и снегоплуга, причем эффекты снегоплуга связаны с ослаблениями породы, а воронкообразные эффекты связаны с дроблениями. Это относится по существу к зонам над надвигом. В случае эффекта снегоплуга блоки породы за счет трения блоков породы на плоскости надвига выдвигаются под надвиг от арки в направлении простирания надвига, чем создаются побуждения для эффекта снегоплуга. Таким образом под надвигом возникает также ослабление породы. Зона над надвигом не имеет над собой в непосредственной вблизи никакого блока, за счет массы которого движение изолируется от подзон. Вверх от надвигов внутри зоны ослабления породы перемещаются большие подзоны, давления которых друг против друга и друг с другом, вырисовывают последующие плоскости скалывания, так что в достаточной мере предоставляется в распоряжение плоскостей скалывания для процессов движения, ведущих к уменьшению напряжений.

Ниже надвига блок налегающей породы обеспечивает в зоне эффекта снегоплуга то, что сильнее препятствует движениям больших подзон породы. При этом налагаются результирующие давления, которые выводятся из давления налегающих пород и энергии складкообразования и соответственно противодавления и направлены от плоскости надвига наклонно вниз. Большое давление побуждает к тому, чтобы движения в зонах с ослаблением были направлены на маленькие подзоны породы. Таким образом вниз от зон с эффектом снегоплуга имеется достаточно путей перемещения, на которых напряжения снижаются. Это усиливается слоепараллельным скольжением.

При воронкообразном эффекте за счет трения от блоков породы на плоскости надвига блоки породы под надвигом сдвигаются в сторону арки (свода) в направлении простирания надвига. Таким образом под надвигом так же возникает в развитие дробление. Так как под надвигом отсутствуют движения наверх к земной поверхности, то большей частью дробление переходит в прессование. Если должны были взаимодействовать поддвиги, то вниз от вогнутого изменения направления простирания надвигов возникают ослабления породы. Дробления изменяют структуру породы с образованием плоскостей скалывания, которые могут служить для снижения напряжения, возникающего вследствие горнодобывающей деятельности. Количество плоскостей скалывания увеличивается за счет слоепараллельного скольжения.

Согласно одному из примеров выполнения изобретения сокращаются меры для предотвращения горного удара в зонах с эффектом снегоплуга и воронкообразным эффектом, а при дополнительном слоепараллельном скольжении снижаются еще больше.

Выше надвигов в зоне вне эффекта снегоплуга и воронкообразного эффекта порода перемещается, в частности при толстоплитчатости больше или меньше как единый блок, так что это приводит в этой же зоне к раскалываниям, если слоепараллельное скольжение наталкивается на пропластки, неравномерности, вульсты и размывы.

Границы с раскалываниями и малотектоническими нарушениями разрушаются из-за слоепараллельного скольжения, если имеются только незначительные уступы. Таким образом есть дополнительные плоскости скалывания и тем самым плоскости для процессов движения, направленных на снижение напряжений.

Имеющие решающее значение для надвигов зависимости касательно плоскостей, на которых могут быть снижены напряжения, обусловленные горнодобывающей деятельностью, за счет процессов движения, изменяются за счет структур глыб.

При этом согласно еще одному примеру выполнения изобретения определяют направление энергии складкообразования на препятствиях движениям и в зонах, свободных для перемещения. Этот аспект базируется на знании того, что энергия складкообразования локально преобразуется только тогда, пока есть свободное пространство, как например земная поверхность, для возникновения тектонических структур, и только тогда в большом объеме могут образоваться плоскости, на которых уменьшается напряжение, обусловленное горнодобычей.

Согласно следующему примеру выполнения изобретения определяется прохождение (направление) энергии складкообразования относительно препятствий движению и свободных для движения зон на участке надвигом, и таким образом учитывается, что при препятствиях, как они находятся вниз от огранчивающихся глыбами сбросов, снижается число плоскостей скалывания, что имеет значение для актуальности горного удара, если возникают целики с незначительным напряжением вследствие тектоники и геометрии выработки. При свободных зонах число плоскостей скалывания увеличивается.

Способ планирования очистных выработок с учетом предотвращения и ликвидации горных ударов, в частности в каменноугольной залежи, относится к области горного дела. Способ заключается в том, что при планировании очистных выработок в тектонически напряженной осадочной залежи, в частности в каменноугольной залежи, для предотвращения и/или подавления обусловленных выработкой горных ударов и/или обрушений масс, определяют возникшие вследствие тектомеханического процесса участки или зоны с двухмерной или линиеобразной предварительной тектонической обработкой для обусловленных выработкой перемещений породы. Затем на них ориентируют выработки и/или принимают меры по снятию напряжения в занятом выработкой массиве породы и/или для обеспечения дополнительной безопасности очистных выработок. 1 с. и 21 з.п.ф-лы.

1. Способ планирования очистных выработок в тектонически напряженной осадочной залежи, в частности каменноугольной залежи, путем расчета направления выработки, протяженности выработки, скорости выработки и порядка отработки, причем положение выработок на тектонических нарушениях ориентируют в массиве залежи, а для расчета массива залежи, подлежащего выработке вскрытием и нарезкой, в качестве основы планирования используют падение (обрушение), простирание и размер сброса соответствующего распознанного геологического нарушения, а также направление энергии складкообразования и обусловленные тектонической энергией ослабления, дробления раздавливанием и сжатия в породе и вызванные этим тектонические перемещения масс, отличающийся тем, что для предотвращения, и/или подавления обусловленных выработкой горных ударов, и/или обрушений масс с газовыбросом и без него определяют возникшие вследствие тектомеханического процесса участки или зоны с двухмерной или линиеобразной предварительной тектонической обработкой для обусловленных выработкой перемещений породы, а затем на них ориентируют выработки и/или принимают меры по снятию напряжений в занятом выработкой массиве породы и/или для обеспечения дополнительной безопасности очистных выработок. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что определяют участки или зоны с четко выраженными в них раскалываниями и аналогичными нарушениями массива породы. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что определяют влияние раскалываний на спроектированные на участках или в зонах массива залежи толстоплиточные песчанистые и песчанисто-сланцевые слои. 4. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что в ходе проектирования залежи определяют участки или зоны с границами между участками с различными тектоническими напряжениями. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что очистные выработки при наличии предполагаемых на определенных границах местных (врубовых) напряжений ведут на удалении более 50 м от предполагаемой границы и при необходимости останавливают. 6. Способ по п.2, отличающийся тем, что путем выборки из плана выработки образовавшиеся в массиве залежи выработанные острова исследуют на наличие нарушения, обусловленного раскалываниями. 7. Способ по п.2 или 6, отличающийся тем, что на участках или в зонах с обусловленным раскалываниями нарушением массива залежи очистные выработки переналаживают с выемки со сплошной закладкой на выемку с обрушением, и/или прокладывают более короткую длину забоя, и/или планируют осаждение строительных ригелей или штрековых параллельных перемычек. 8. Способ по п.2 или 6, отличающийся тем, что на участках или в зонах с образовавшимися нарушениями, которые необходимо соотнести с начальными нарушениями, возникшими в связи с тектоническим процессом вследствие воздействия энергии складкообразования, а также горного давления и движений породы, в очистных выработках уменьшают запаздывание крепления и/или избегают остановок в работе крепеустановщика и/или проходческих комбайнов. 9. Способ по одному из пп.1 - 7, отличающийся тем, что для выемки, обходящей расположенную между породой кровли и на 250 м ниже нее границу, определяют участки с опасностью массообвала и в обходящих в этих участках выработках уменьшают запаздывание крепления и/или избегают остановок в работе крепеустановщиков и/или проходческих комбайнов. 10. Способ по одному из пп.1 - 9, отличающийся тем, что в пластовых горизонтах определяют соответственно наличие различно сформированных пластов и в напряженных за счет надвигов выходящих пластах осуществляют горно-исследовательские работы по определению наличия газа и давления газа. 11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что вблизи островов выемки и в толстоплиточных слоях, спроектированных в соответствующих пластовых горизонтах, интенсифицируют исследования и усиливают меры контроля по отношению к горным ударам. 12. Способ по одному из пп.1 - 11, отличающийся тем, что на участках или в зонах определяют направление потока энергии и исходное напряженное состояние и сравнивают с действующим на момент планирования выработок распределением давления. 13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что определяют действовавшее в первой фазе тектомеханического процесса направление энергии и возникшее в результате этого раскалывания и классифицируют их в порядке снижения вероятности горного удара. 14. Способ по п.13, отличающийся тем, что определяют поздние фазы тектомеханического процесса и путем сравнения с первой фазой тектомеханического процесса устанавливают, до какой степени более поздние фазы не оказали влияния на первую фазу, изменили ее или тектонически переработали. 15. Способ по п.13 или 14, отличающийся тем, что на участках или в зонах пересечения между раскалываниями и границами сжатия, определяемого энергией складкообразования и результирующей давления налегающих пород и перпендикулярного к сбросам горизонтального давления, исключают выемочную кромку, а также выработку расположенного вне сжатия участка. 16. Способ по одному из пп.1 - 15, отличающийся тем, что при опасности горного удара, определяемой на основе тектонических структур и осуществленной или запланированной выработки, в ходе планирования предусматривают меры по снижению напряжения в соответствующем массиве породы. 17. Способ по п.16, отличающийся тем, что определяют участки или зоны со скольжением слоя и устанавливают направление скольжения слоя по отношению к спроектированным раскалываниям, при этом из мероприятий по снижению напряжений исключают части массива породы без ожидаемой концентрации напряжений. 18. Способ по одному из пп.1 - 17, отличающийся тем, что определяют участки или зоны со сжатием и спроектированное сжатие соотносят с определенными в направлении простирания изменениями и обратными сдвигами, при этом при установленных осях огибания и сжатии, заданном характером смещения на сбросе, усиливают планируемые меры контроля, направленные на раннее распознавание горных ударов. 19. Способ по одному из пп.1 - 18, отличающийся тем, что для участков дробления раздавливанием с вогнутыми изменениями направления простирания определяют раскалывания на простирание, падение и мощность, откуда получают опорные точки для опасности завала массы. 20. Способ по одному из пп.1 - 19, отличающийся тем, что определяют участки и зоны выше выходящих (выклинивающихся) надвигов и в запланированных на это выработках снижают затраты на подавление горного удара. 21. Способ по одному из пп.1 - 20, отличающийся тем, что определяют участки и зоны с воронкообразным эффектом и эффектом снежного плуга и на этих участках снижают затраты на подавление горного удара. 22. Способ по п. 21, отличающийся тем, что при дополнительном параллельном слою скольжении, присутствующем на участках, соответственно в зонах с эффектом снежного плуга и воронкообразным эффектом, дополнительно снижают затраты на уменьшение горного удара.