Введение
Глава 1. Горно-геологические и горнотехнические особенности отработки калийных и угольных месторождений 16
1.1. Краткая горно-геологическая характеристика Старобинского месторождения калийных солей 16
1.2. Особенности и основные требования к системам разработки калийных пластов, пути совершенствования технологии и механизации горных работ 27
1.3. Охрана и поддержание подготовительных выработок, опыт и пути совершенствования 30
1.3.1. Камерная система разработки с поддержанием кровли на жестких целиках 35
1.3.2. Камерная система разработки с управлением кровлей на податливых целиках 36
1.3.3. Охрана подготовительных выработок при столбовой системе разработки 37
1.4. Цель и задачи исследований 54
Выводы по главе 54
Глава 2. Методика натурных исследований 56
2.1. Выбор и обоснование методов экспериментальных исследований 56
2.2. Методика оценки устойчивости контура подготовительных выработок 57
2.3. Методика измерения напряжений в массиве горных пород... 60
2.3.1. Измерение напряжений в массиве горных пород методом полной разгрузки 60
2.3.2. Метод разности давлений 62
2.3.3. Метод компенсационной нагрузки 62
2.3.4. Измерение напряжений с помощью ультразвукового метода.. 62
2.4. Методика исследований проявлений горного давления в забоях лав 68
2.4.1. Методика оценки нагруженности забойной крепи 69
2.4.2. Методика оценки устойчивости незакрепленной полосы кровли в забое лавы 70
Выводы по главе 74
Глава 3. Результаты теоретических и экспериментальных исследований проявлений горного давления по контуру выемочного столба при отработке второго и третьего калийных пластов 75
3.1. Краткий обзор существующих методов расчета основных параметров опорного давления 75
3.2. Исследования геологического строения кровли Третьего калийного пласта на обрушаемость 90
3.3. Шахтные исследования параметров опорного давления по контуру выемочного столба 104
3.3.1. Исследование протяженности и ширины зоны временного и остаточного опорного давления 104
3.3.2. Исследование характера восстановления нагрузки на почву лавы после выемки верхнего слоя 115
3.4. Исследование характера обрушения (зависания) пород кровли позади очистного забоя при слоевой выемке Третьего калийного пласта 123
3.5. Измерение характера распределения напряжений в краевой части пласта ультразвуковым методом 132
3.6. Теоретическое обобщение и расчет параметров опорного давления 134
Выводы по главе 146
Глава 4. Охрана и поддержание подготовительных выработок при столбовой системе разработки калий ных пластов на глубине свыше 750 м 147
4.1. Исследование устойчивости подготовительных выработок вне зоны влияния очистных работ 147
4.2. Исследование способов проходки и поддержания выработок, пройденных выше IV сильвинитового слоя 157
4.3. Исследование устойчивости и разработка способов охраны и поддержания подготовительных выработок шириной свыше 3,0 м 161
4.4. Расчет устойчивости подготовительных выработок в зоне очистных работ 171
4.5. Устойчивость подготовительных выработок вышерасположенных горизонтов при их подработке лавами 175
4.5.1. Результаты натурных исследований устойчивости подготови тельных выработок при их подработке 175
Выводы по главе 182
Глава 5. Обоснование параметров механизированных крепей при слоевой выемке второго и третьего калийных пластов 183
5.1. Опыт отработки Старобинского месторождения столбовыми системами разработки 183
5.2. Проявления горного давления при отработке пластов длинными очистными забоями 189
5.2.1. Экспериментальные исследования проявлений горного давления в забоях лав при отработке Второго калийного пласта 191
5.2.2. Экспериментальные исследования проявлений горного давления в забоях лав при отработке Третьего калийного пласта 198
5.2.2.1. Исследование несущей способности крепи в нижних лавах 202
5.2.2.2. Исследование параметров установки крепи на интенсивность опускания кровли в очистном забое 214
Выводы по главе 232
Глава 6. Разработка мероприятий по снижению вредного влияния опорного давления и труднообрушающихся пород кровли на устойчивость очистных и подготовительных выработок при разработке калийных пластов длинными очистными забоями с полным обрушением кровли (для действующих и вновь разрабатываемых технологических схем) 233
6.1. Разработка новых технологических схем селективной выемки калийных пластов 233
6.1.1. Технологическая схема выемки Второго калийного пласта на полную мощность 235
6.1.2. Слоевая выемка Третьего пласта с опережающей отработкой IV сильвинитового слоя 237
6.2. Разработка способов и схем снижения динамических проявлений горного давления для действующей техноло гии слоевой выемки 237
6.2.1. Разупрочнение пород кровли с помощью БВР 241
6.2.1.1 .Разупрочнение пород кровли из специальной выработки.. 244
6.2.1.2.Разупрочнение пород кровли из вентиляционного штрека нижней лавы 244
6.2.1.3.Разупрочнение пород кровли со стороны конвейерного штрека нижней лавы 247
6.2.2. Создание зон «смягчения» по контуру выемочного столба 247
6.2.2.1 .Общие положения при создании зон «смягчения» 249
6.2.2.2.Параметры зон «смягчения» 250
6.2.2.3.Типовые схемы создания зон «смягчения» 250
6.3. Рекомендации по охране и поддержанию выработок на глубинах свыше 750 м 252
6.3.1. Охрана и поддержание главных выработок 255
6.3.2. Охрана и поддержание панельных выработок 257
6.3.3. Охрана и поддержание подготовительных выработок лавы 258
Выводы по главе 259
Заключение 261
Список использованных источников 263
Приложения 281
