Министерство угольной промышленности СССР
ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
ГОРНОЙ ГЕОМЕХАНИКИ И МАРКШЕЙДЕРСКОГО ДЕЛА

В Н И М И

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО УПРАВЛЕНИЮ ГОРНЫМ ДАВЛЕНИЕМ
ПРИ СПЛОШНЫХ СИСТЕМАХ РАЗРАБОТКИ
С ТВЕРДЕЮЩЕЙ ЗАКЛАДКОЙ
НА РУДНИКАХ НОРИЛЬСКОГО ГМК
Министерство угольной промышленности СССР

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
ГОРНОЙ ГЕОМЕХАНИКИ И МАРКШЕЙДЕРСКОГО ДЕЛА
ВНИМИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО УПРАВЛЕНИЮ ГОРНЫМ ДАВЛЕНИЕМ
ПРИ СПЛОШНЫХ СИСТЕМАХ РАЗРАБОТКИ
С ТВЕРДЕЮЩЕЙ ЗАКЛАДКОЙ

НА РУДНИКАХ НОРИЛЬСКОГО ГМК
УДК 622.831.24: |622.34'3/,9:622.273.214.4]

Методические указания по управлению горным давлением при
сплошных системах разработки с твердеющей закладкой на рудниках
Норильского ГМК. — Л., 1987.-- 126 с. (М-во угольной пром-сти
СССР. Всесоюз. ордена Трудового Красного Знамени -науч.-исслед.
ин-т горн, геомех. и маркшейд. дела.).

Даны рекомендации по оценке нарушенное™, а также меха-
нических свойств пород и твердеющей закладки. Охарактеризованы
основные варианты сплошных систем разработки с твердеющей
закладкой и напряженно-деформированное состояние горного и
искусственного массивов при использовании этих систем. Показано
влияние тектонических нарушений на напряженно-деформированное
состояние. Рассмотрены порядки отработки рудной залежи, методика
определения параметров основных конструктивных элементов систем
разработки и нормативной прочности твердеющей закладки, порядок
выемки различных промышленных типов руд, способы и параметры
охраны и поддержания подготовительных и нарезных выработок.

Методические указания одобрены секцией геомеханики Ученого
совета ВНИМИ (протокол № 19 от 28.11.85 г.), Горной секцией
НТС Норильского ГМК (протокол № 225 от 18.12.85 г.) и реко-
мендуются в качестве пособия при проектировании, строительстве и
эксплуатации подземных рудников комбината и других горно-добы-
вающих предприятий, применяющих сплошные системы разработки
с твердеющей закладкой.

© Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследователь-
ский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (ВНИМИ). 1987.
ВВЕДЕНИЕ

Залежи полиметаллических руд Талнахского рудного узла
расположены на глубинах 150—2500 м в сложных горно-геологи-
ческих условиях: пологое залегание мощных и весьма мощных
рудных тел; интенсивная неравномерная раздробленность руд
и вмещающих пород трещинами и тектоническими нарушениями;
наличие трех совместно залегающих промышленных типов руд —
сплошные (богатые), вкрапленные в интрузии и вкрапленные

во вмещающие породы, так называемые «медистые»; склонность
сплошных руд к самовозгоранию; поступление, хотя и незначи-
тельное, в горные выработки горючих газов.

В связи со сложными горно-геологическими условиями, не-
обходимостью последовательной (в пространстве и времени)
отработки различных промышленных типов руд, с высокой цен-
ностью сплошных руд, намеченных к первоочередной выемке,
в качестве способа управления горным давлением при их отра-
ботке выбрана полная закладка выработанного пространства

твердеющими смесями.

Для глубин .свыше 500 м были предложены
рианты сплошных систем разработки: слоевые с

различные ва-
выемкой слоев

снизу вверх — восходящий порядок (ИПКОН
вниз — нисходящий и сочетание первых
ванный (ВНИМИ); камерная (ГМОИЦ,

АН СССР), сверху
двух — комбиниро-
ВНИМИ, Гипро-

никель), сплошная с временными целиками (ВНИМИ, ГМОИЦ).

По конструктивному исполнению эти варианты

не имеют

аналогов в мировой практике разработки рудных месторождений.
Большинство из них (или отдельные элементы) защищены автор-

скими свидетельствами, прошли широкие опытно-промышлен-
ные испытания с постановкой комплексных наблюдений за
напряженно-деформированным состоянием руд, вмещающих по-
род и массива твердеющей закладки, проявлением горного давле-
ния в очистных и подготовительных выработках. Анализ резуль-
татов исследований и экспериментов позволил сформулировать ос-
новные положения о порядке отработки участков рудных полей,
условиях применения различных вариантов сплошных систем раз-
работки, параметрах их конструктивных элементов и т. п.

Являясь нормативно-методическим документом, указания со-
держат ряд вариантов сплошных систем, а также способов охраны
выработок, которые в целом не прошли опытно-промышлен-
ных испытаний, но состоят из элементов уже испытанных.
СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РУД И ПОРОД

/. Основные черты геологического строения
и тектоники месторождений

1.	Талнахский рудный узел включает Октябрьское и Тал-
нахское месторождения. Первое расположено к западу от Но-
рильско-Хараелахского разлома, второе охватывает его зону и
восточное крыло (рис. 1).

2.	Сульфидное оруденение генетически связано с крупной
дифференцированной интрузией габбро-долеритов и представлено
тремя основными типами руд: сплошными (наиболее богатыми),
вкрапленными и прожилково-вкрапленными в породах нижней,
части интрузии, вкрапленными и прожилково-вкрапленными в
породах, вмещающих интрузию («медистыми»).

3.	Сплошные руды образуют несколько пологопадающих лин-
зо- и пластообразных залежей мощностью до 50 м. Они раз-
мещаются по нижнему контакту интрузии (реже в ее припо-
дошвенной части) или в подстилающих породах в непосредствен-
ной близости от интрузии. По преобладающему минералу сплош-
ные руды делятся на пирротиновые, халькопиритовые (вклю-
чая талнахитовые и моихукитовые), кубанитовые и борнитовые
(с халькозином). Между ними существуют переходные разности.

Форма залежей — сравнительно простая, осложненная сбро-
сами различной амплитуды или послойным расщеплением на
флангах. Контакты сплошных руд обычно четкие, относительно
ровные, местами нарушенные апофизами и прожилками. Проч-
ность связи по контакту с метаморфизованными осадочными
породами в большинстве случаев значительна, контакт с габбро-
долеритами бывает ослаблен хлоритовой оторочкой в 3—10 см.

4	Вкрапленные и прожилково-вкрапленные руды в породах
интрузии — пикритовые, такситовые и троктолитовые габбро-
долериты, реже оливиновые и контактовые габбро-долериты (ниж-
няя треть интрузии) — наиболее распространенный тип руд.
Они слагают почти единый рудный горизонт мощностью до
90 м, который в плане перекрывает сплошные руды. Контакты
этих руд, как правило, нерезкие, неровные, с различной проч-
ностью связи, которую снижают либо зона повышенной
4
3

Рис. 1. Схематический геологический разрез Октябрьского (восточное окончание) и Талнахского (северная часть поля рудника
«Комсомольский») месторождений:

/_ наносы; 2 — базальты туфолавовон толщи; 3— песчаники и алевролиты тунгусской серин; -/ — карбонатные породы; 5 — сульфатнокарбонатные отложения;

Сл	‘ 6 — рудоносная ннтрузня; 7 —сульфидные руды; 8 — тектонические нарушения
трещиноватости, либо хлоритовая оторочка. Между вкраплен-
ными рудами в породах интрузии и нижележащими сплошными
или «медистыми» часто расположен безрудный «прослой» мощ-
ностью 4-6 м.

5.	«.Медистые» руды — ороговикованные и скарнироваиные
разности осадочных пород, различные метасоматиты — залегают

как под сплошными рудами, так и над ними (в отдельных
случаях и нал интрузией) в виде тел сложных очертаний. Мощ-
ность их резко меняется, местами достигая 40 м. Контакты
«медистых» руд нерезкие, неровные, прочные, но на границе
со сплошными рудами встречается хлоритовая оторочка.

6.	Главные структурные элементы района — глубинный Но-
рильско-Хараелахский разлом с оперяющими сбросами и про-
садочные структуры Октябрьского месторождения. Таким обра-
зом, район Талнахского рудного узла имеет блоковое строение.
Тектонические блоки ограничены нарушениями четырех порядков
(табл. 1 и 2) в различных сочетаниях, из которых наиболее
распространены следующие, расположенные в порядке убывания
(рис. 2):

сонаправленные сбросы;

-	разнонаправленные сбросы (блок приподнят);
разнонаправленные сбросы (блок опущен);

-	-сонаправленные сброс и взброс;

-	разнонаправленные взброс и сброс.

Но морфологии тектонического шва можно выделить че-
тыре вида нарушений:

I)	сглаженная плоскость, по которой крылья нарушения
плотно сомкнуты;

2)	зона дробления, заполненная сцементированными иро-
ду к г а м и к а т а кл аза;

3)	зона дробления, заполненная рыхлыми продуктами ка-
таклаза:

4)	серия параллельных сближенных плоскостей с небольши-
ми амплитудами смещения, в сумме достигающими значитель-
ных размеров.

7.	Район отличается сильно развитой тектонической трещи-
новатостью. Наиболее трещиноваты рассланцованные породы
Тунгусской серии, наименее — толстоплитчатые карбонатные по-
роды девона и габбро-диориты верхней половины рудоносной
интрузии.

В осадочных породах преобладают пологие трещины (плит-
чатая форма элементарного блока), в сплошных рудах — круто-
падающие (призматическая или параллелепипедная формы
элементарного блока), в породах интрузии—наклонные и круто-
падающие (параллелепипедная и ромбоэдрическая формы эле-
ментарного блока, рис. 3). По трещинам, особенно в породах
нижней части рудоносной интрузии, распространены так на-
Поря- док	Масштабность проявления тектонических нарушений	Амплитуда смещения		Протяженность в плане	
		абсолют- ная, .м	относитсяьная, доли Мрг	абсолют- ная, м	от носительная, доли
1	Определяют основные черты тектоники месторождения	Более 20	Более 1	Более 3—5 тыс.	Более 3
11	Определяют тектонику от- дельных частей месторожде- ния, не пересекают разрывы 1 порядка	10—20	0,5—1	100 —  —3000	0,2-3
III	Определяют тектонику от- дельных частей полей руд- ников, не пересекают разры- вы I — II порядков	2—10	0,1—0,5	25—100	0,05—Q, 2
IV	Определяют тектонику от- дельных участков рудников, переходные от разрывов Ill порядка к крупным тектони- ческим трещинам, подчине- ны разрывам 1 — III по- рядков	Не более  1	Менее 0,1	Менее  25	Менее 0,05

Примечание. Л1рг — средняя мощность рудного тела; Лрг — средняя протяженность рудного тела.

Таблица 2

Параметры	Рудник «Октябрьский»		Рудник «Тай- мырский^фа- ладная часть)
	шахта 1	шахта 2	
Протяженность тектонического блока по простиранию (по меридиану), м  Ширина блока вкрест простирания, м  Угол падения тектонических разрывов, градус  Амплитуда смещения по тектоническим разрывам, м  Угол встречи большинства (около 72%) тектонических нарушений с очистной вы- работкой, градус	60—200	10—200  65 5—80	. 30—120 50  8—60
	80  10—80		
	30 40—85	25 52—85	20 50—85
	65  1—22	72  3—38	70  2—40
	6 0—48	15  • 10—45	8 5—47
	30	25	25

Примечания: 1) в числителе указаны пределы колебаний, в знаменателе — средневзвешенное;
2) на данном участке преобладают разрывы субмериднонального простирания и западного падения;
3) очистные выработки (ленты) направлены с юга на север; 4) для рудника «Таймырский» приведены
данные 1983 г. по четырем панелям.

зываемые ослабляющие минералы типа хлорита, серпентина,
талька, слюд, цеолита, вторичных сульфидов, графита и т. п.

8.	С приближением к тектоническому нарушению трещинова-
тость руд и пород, как правило, увеличивается, образуя зону
повышенной (или высокой) сопутствующей трещиноватости ши-
риной в 0,5—0,8 амплитуды смещения по данному разлому.
Такая зона в большинстве случаев асимметрична: ее ширина
Рис. 2. Схемы сочетаний разрывных нарушений, ограничивающих текто-
нические блоки (углы падения, мощность рудного тела и амплитуды
смещения по нарушениям пропорциональны средним)

Рис. 3. Схемы наиболее типичных сетей тектонических трещин в по-
родах и рудах Талнахского рудного узла:

/ — осадочные породы (а н б — соответственно элементарные блоки в виде полого-
падающей и наклонной плит); // — сплошные руды (а и б — элементарные блоки в виде
наклонной и крутопадающей призм или плит); /// — вкрапленные руды в породах
интрузии (а и б — элементарные блоки в виде параллелепипеда и ромбоэдра)
в висячем боку в 2—6 рлз больше, чем в лежачем. Для сплош-
ных руд указанные зависимости менее характерны, так как в них
тектонические нарушения чаще всего имеют вид I (см. п. 6).

9.	«Пластовые» зоны высокой (или повышенной) трещино-
ватости мощностью до 5 м отмечены в кровле и, реже, в почве
сплошных руд (например, на руднике «Маяк», и в западной
части «Комсомольского»), в непосредственной кровле горизонта
существенно оливиновых разностей габбро-долеритов, в пикри-
товых габбро-долеритах и в кровле рудоносной интрузии.

2.	Методика изучения структурных особенностей
месторождений для целей горной геомеханики

1.	Для прогноза устойчивости обнажений пород в выработках
необходимо знать структурные особенности месторождения:
тектонику, морфологию и однородность рудных тел, условия
их залегания, характер контактов руд с вмещающими породами,
трещиноватость руд и пород, интенсивность и распространен-
ность вторичных изменений. Основные данные о тектонике,
морфологии рудных тел и условиях их залегания получают при
детальной разведке месторождений в соответствии с инструкциями
Министерства геологии СССР, остальные же сведения требуют
специальных наблюдений.

2.	Однородность рудных тел характеризуется распределением
в пространстве руд по типам и количеству породных включе-
ний в рудном теле. Типизацию руд и картирование выделен-
ных типов производят на стадии детальной разведки и в даль-
нейшем уточняют по скважинам подземного бурения в выработках.

Породные включения фиксируют по геолого-разведочным
скважинам и детализируют подземным бурением, и документа-
цией выработок, обращая внимание на их петрографический
состав, характер сложения, особенности контактов и законо-
мерности размещения в рудном, теле. Количественно распро-
страненность породных включений оценивают по их относительной
и абсолютной мощности, это должно быть отражено на соответ-
ствующих планах и разрезах.

3.	Контакты руд с вмещающими породами или с породными
включениями делят по следующим признакам:

а)	по четкости проявления на четкие, не требующие опро-
бования, и нечеткие, которые необходимо опробовать для их
прослеживания;

б)	по рельефу на ровные (гипсометрический градиент при
базе 5 м меньше 0,4 относительно плоскости рудного тела)
и неровные (гипсометрический градиент превышает 0,4 при тех
же условиях);

в)	по прочности связи на прочные (прочность связи по кон-
такту соизмерима с прочностью контактирующих пород), слабые
(руда легко отделяется от породы, наблюдаются расслоения)
ii с пластичным «прослоем» (прочность связи очень мала, на
контакте присутствуют ослабляющие минералы типа хлорита,
серпентина, талька или пластичная глинка, легко поддающиеся
воздействию влаги).

На разрезах и планах должны быть выделены контакты не-
ровные, слабые или с пластичным «прослоем».

4.	Естественную трещиноватость руд и пород на первом этапе
изучают по керну скважин, документируя его в специальном
журнале (табл. 3), либо включая соответствующие сведения в гео-
логическую документацию скважины. От излома керна при бу-
рении естественные трещины отличаются рядом признаков:

на стенках трещин обычно не ощущается зернистость породы,
их поверхность нередко ровная;

трещины, как правило, пересекают керн под углом, отличным
от 90°;

по трещинам часто видны следы минерализации, окисле-
ния, выветривания, штрихи и «зеркала» скольжения.

5.	По соотношению длины куска /к и его диаметра d с диа-
метром керна dK выделяют четыре группы:

1)	цилиндры, /к > dK\ d — dK;

2)	осколки, /к dK; d < dK\

3)	диски, /к < dK\ d = dK;

4)	буровая мелочь, /к < dK\ d < d*.

Цилиндры чаще всего ограничены свежим изломом керна
по породе, и тогда их количество обратно пропорционально
прочности породы, диаметру и длине бурового инструмента.

Осколки ограничены трещинами, и реже, поверхностями
излома, количество осколков прямо пропорционально числу
трещин:

/го ~ 0,51л?.?р при /2тр > 3,	(1)

где /?0 и /zip — соответственно число осколов и трещин.

Диски ограничены неровными поверхностями отрыва, сви-
детельствующими о разгрузке породы в керне от напряжений,
действующих в массиве. Количество (толщина) дисков прямо
пропорционально величине напряжений, действующих в рло-
скости, перпендикулярной оси керна, и обратно пропорциональ-
но прочности породы в образце.

Буровая мелочь (куски в 1—3 см, шлам и т. п.) исключается
из подсчета выхода керна.

6.	Трещиноватость документируется по всей длине выработок
в соответствии с «Временной инструкцией по геологическому
обслуживанию на горных предприятиях Норильского комбината»
(Норильск, 1980).

7.	Более детально естественную трещиноватость руд и пород
в подземных выработках изучают на специально выбранных
участках — замерных станциях. Замерные станции должны быть
равномерно расположены (через 40—80 м) и охватывать все
Форма полевого журнала документации керна
(изучение трещиноватости и определение нарушенное™)

Месторождение «Октябрьское»
Поле рудника «Таймырский»
Горизонт...

Скважина КЗ-1016
х =...
// = ...

z = 58,23
1:200

Фактическая глубина 1612,6 м

Угол '90°

Направление вниз

Документировал (фамилия)
«	»	19 г.

Глубина длина м	Колонка	Геоло- гиче- ский индекс	Краткое описание пород	Диа- метр корон- ки, мм	Выход керна, %	. Количество трещин в интервале				Количество кусков				Коэффи- циент на- рушен- ное™	Примечание
						пересекающих керн под углом к оси, градус			с ос- лабля- ющнми мине- рала- ми	ци- лин- дров	ос- кол- ков	дис- ков	буро- вой  мело- чи, м		
						<20	20-60	> 60							
1295—1300  5		Сз-Р2	Серые пес- чаники, пе- реходящие в роговики	76	90	7	—	3	—	11  ♦	51	8 •	0,5	0,52	Образец 18, карбонат- ные прожил- ки до 1 см
															
															
															
1300—1305  5	У 4  А * А >  А * 4		Эруптивная брекчия	76	65	14	8	5	3	6	100	18	0,7	0,25	Образцы 19 — 21, штрихи и зеркала скольжения
1305—1317	г *		Серые дио- риты и габ- бро-диори- ты крупно- кристалли- ческие	76	80  *	3		2		22 •	12	3		0,51	Образец 22
12															
основные комплексы пород и руд (интрузию, осадочные породы,
сплошные руды, вкрапленные в породах интрузии, «медистые»
и т. д.) по всему полю и по всем горизонтам.

Станция включает либо две стенки взаимно перпендику-
лярных выработок, либо стенку и забой одной выработки.
Размер станции выбирают достаточным для производства не
менее 50 замеров трещин (оптимально 80—100 замеров) в одной
разновидности пород или руд, и в дальнейшем он сохраняется
постоянным. Положение станций наносят на тектонический план
(карту) горизонта или поля рудника в масштабе не меньше
1:1000.

На станции измеряют элементы залегания всех видимых
естественных трещин (компасом или угломером относительно оси
выработки), указывают их видимые размеры, форму, рельеф
стенок и наличие «зеркал» скольженця, примерное количество
параллельных трещин и расстояние между ними, фиксируют
ослабляющие минералы по стенкам трещин, степень раскрытия
и обводненность. В заключение указывают форму элементарного
блока, ограниченного естественными макротрещинами (види-
мыми невооруженным глазом) с незначительной прочностью
связи, и направление его оси удлинения. Средний размер эле-
ментарного блока (среднее расстояние между трещинами) от-
ражает интенсивность трещиноватости (от 0,05 до 1—2 м).
Результаты измерений заносят в полевой журнал наблюдений
(табл. 4).

8.	Обработка полученных замеров с помощью сетки Валь-
тера— Шмидта и палетки позволяет выделить системы трещин,
обладающих близкими элементами залегания (±10—15° по
углу и азимуту падения) и общностью генезиса*. Распростра-
ненность той или иной системы определяется ее долей в общей
сумме измеренных трещин. Наиболее развитой системой трещин
на данном участке следует считать ту, которая определяет
сложение породного (рудного) массива в этой точке: ее трещины
имеют большую (по сравнению с другими) протяженность при
незначительной прочности связи, ей подчинены трещины других
Систем (не пересекают ее). Не обязательно наиболее развитая
система трещин должна иметь наибольшую интенсивность.

Результаты обработки трещиноватости представляют в таблич-
ной форме. Так, трещиноватость такситовых габбро-долеритов
в непосредственной кровле сплошных руд взброшенной части
северо-западного района рудника «Комсомольский» показана
в табл. 5, а также в виде векторных диаграмм (рис. 4), карт
интенсивности трещиноватости и т. д.

Аналогично для тектонических нарушений можно составить век-
торные (лучевые) диаграммы, если за меру интенсивности проявления
тектонических нарушений принять сумму их следов в данном плане.

* Михайлов А. Е. Полевые методы изучения трещин в горных породах.
— М.: Гоегеолтехиздат, 1956. — 132 с.
Номер строки	Азимут падения, градус	Угол падения, градус	Размер	Форма	Рельеф стенок	Количество параллельных трешинХрасстояние, м	Ослабляющие минералы	Примечание (степень раскрытия, обводненности)
1	210	60	Средний	Прямая	Ровный, шерохова- тый	5х (0,1—0,3)	—	Прожилки карбоната до 1 см
2	85	80			Ровный	. 6Х (0,1—0,3) •	—	
3	0—180	5—10	Крупный			(7-10) X (0,1—0,15)	—	Плитчатость
4	200	60—70			Гладкий	3X0,5	Хлорит в 50% тре- щин	«Зеркала» и штрихи скольжения по всем трещинам, слабый капеж

Примечание. Элементарный блок: ЛХЛХ/г — (0,10—0,15) X (0.1—0,3).X (0,1—0,3); длинная ось расположена почти горизонтально.

Таблица 5

Система трещин	Среднее значение			Процент от суммы всех замеров	Характеристика трещин
	азимута падения, градус	угла падения, градус	расстояния между тре- щинами, м		
I	105	70	0,12	18	Прямые, 50%.— крупные с ровными стенками, 30% заполнены карбонатами (до 3 см) и хлоритом
II	153	80	0,35 е-	12	Среднего размера, все прямые, 70%—с гладкими стенками и заполнены тальком, хлоритом, серпентином
III	210	50	0,23	18	Среднего размера, все прямые, ровные, 30% заполнены ослабляю-, щими минералами
IV	285	75	0,08	28	50% — крупные, все прямые,. 70% имеют гладкие стенки и запол- нены ослабляющими минералами
V	305	25	0,18	24	Среднего размера, все прямые, с ровными стенками, 20% со- держат ослабляющие минералы

Примечание. Прочие трешнны составляют 4%. Средний размер элементарного блока — 0,17 м; форма — параллелепипед; образован IV, III и V системами
трещин, реже I, II и V, вытянут по крутопадающей осн. Кн = 0.29
9.	Ослабляющее влияние трещиноватости на массив назы-
вается его нарушенностью. Она зависит от густоты трещино-
ватости (среднего размера ребра элементарного блока /бЛ или
числа трещин в 1 м керна zirp), угла падения трещин сст, рельефа
их стенок S и наличия ослабляющих минералов то и оценивается
коэффициентом нарушенности К».

Кц3=3 ctjS Шо/бл,	(2)

где од — пропорционален доле трещин с углом падения 30—70°;
S' - доле трещин с гладкими стенками, включая «зеркала» сколь-
жения; т'о— то же с ослабляющими минералами; 1'бл— пропор-
ционален среднему размеру элементарного блока породы.

По крепу скважин нарушенность оценивают формулой:

К1( = 0,66схтт£Хр • V,	(3)

где 0,66 — коэффициент пропорциональности (соответствует сред-
нему значению S' для условий Талнаха); — пропорционально
количеству трещин в I м керна; V — выход керна в долях единицы.

Для условий горизонтальных обнажений (кровли выработок)
в расчет Кн вводится поправка /in, пропорциональная расстоянию
между пологими трещинами (с падением меньше 30°), м.

Все значения a'r, S', т'о, Г6л, п'^ и h'n берутся с графиков (рис. 5).

10.	Значение мало отличается от коэффициента структур-
ного ослабления X, определенного на Талнахе натурными испы-
таниями руд и пород.

II.	Нарушенность определяют в выработках на замерных
станциях по изучению трещиноватости (см. ранее п. 7 разд. 2).
В промежутках между ними упрощенно, визуально оценивают
доли трещин с углом падения 30—70°; с гладкими стенками;
с ослабляющими минералами в общей массе видимых трещин,
а также примерно характеризуют элементарный блок породы.
В этом случае замерные станции служат опорными точками
для визуальной оценки нарушенности.

По керну скважин нарушенность определяют в ходе его до-
кументации (см. табл. 3).

3.	Классификация руд и пород по нарушенности.

Условия устойчивости руд и пород в обнажениях

1.	На характеристике нарушенности массива основывается
прогноз устойчивости обнажений пород (руд) в выработках.
Породы (руды) по нарушенности в соответствии со значением
классифицируют следующим образом:
слабонарушенные — более 0,45;

средненарушенные — 0,30—0,45;

сильнонарушенные — 0,15—0,30;

весьма сильнонарушенные или раздробленные — менее 0,15.
Рис. 4. Векторная диаграмма естественной трещино-
ватости (см.-табл. 5):

а — наиболее развитая система трещин; б — благоприятное расположе-
ние выработок относительно трещин; в — менее благоприятное рас-
положение выработок; г—неблагоприятное

Рис. 5. Графики значений коэффициентов, входящих в формулу расчета /<н
2.	Под устойчивостью обнажений руд (пород) в выработках
понимается способность горного массива сохранять равновесие
при обнажении в условиях действующих нагрузок или деформа-
ций в течение заданного промежутка времени. Она связана с на-
рушенностью обратно пропорциональной зависимостью (при
прочих равных условиях): чем выше нарушенность массива,
тем меньше устойчивость горных пород в обнажениях.

3.	При прогнозе устойчивости пород (руд) в выработках
по инженерно-геологическим показателям необходимо учитывать,
кроме нарушенности, направление трещиноватости, особенно
наиболее развитой системы трещин (см. разд. 2, п. 8) отно-
сительно кровли, стенок и забоя выработки, а также тектони-
ческие нарушения, вид их проявления (см. разд. 1, п. 6), направле-
ние и взаимное расположение.	.

4.	Первоначально с помощью векторных диаграмм (см.
разд. 2, п. 8)* устанавливают, благоприятно ли положение вы-
работки относительно трещиноватости или тектонических наруше-
ний. Положение оси выработки считается благоприятным, если
она образует с наиболее развитой системой трещин (или с тек-
тоническими нарушениями) угол [3 больше 30° (оптимально
около 90°).

5.	Затем, в зависимости от характера обнажения (т. е. рас-
сматриваются кровля или стенки выработки), формы элементар-
ного блока (рис. 6), угла падения наиболее развитой системы
трещин (обусловливающего направление длинной оси элементар-
ного блока) и угла их встречи с осью выработки определяются
условия устойчивости пород (руд) в выработках по инженерно-
геологическим факторам.

В породах и рудах Талнаха чаще всего встречаются эле-
ментарные блоки в форме, близкой к плите, призме, параллелепи-
педу или ромбоэдру, причем их удлинение может быть пологим
(до 30°), наклонным (от 30 до 70°) или крутым (свыше 70°)
в зависимости от угла падения трещин наиболее развитых систем.

G. При наличии тектонических нарушений одновременно
должно учитываться и их влияние на устойчивость пород (руд),
которое зависит от сочетания нарушений (рис. 7), их угла па-
дения осн, угла [3, образуемого нарушением с осью выработки,
вида проявления нарушений (см. разд. 1, п. 6), ширины зоны
сопутствующей трещиноватости и степени нарушенности пород
(руд) в этой зоне (см. разд. 1, п. 8).

4.	Механические характеристики руд и пород

1.	Механические характеристики руд и вмещающих пород
необходимы для расчета допустимых размеров конструктивных
элементов систем разработки, оценки геомеханической ситуации
в окрестностях очистных выработок и решения других задач.
Следует определять их для основных разновидностей руд и
Рис. 6. Формы элементарного блока породы, наиболее
типичные для Талнахского рудного узла:

а — плитообразная; б — призматическая; в — параллелепнпедная; г —
ромбоэдрическая

вмещающих пород разрабатываемых и намечаемых к раз-
работке участков.

Определение механических характеристик руд и пород вклю-
чает установление места отбора- проб, отбор образцов для ме-
ханических испытаний, механические испытания и обработку
результатов.

Методы испытаний выбирают в зависимости от требуемой
надежности определения показателя и от размера кусков керна,
позволяющих изготовить нужное количество образцов необхо-
димых размеров, и должны соответствовать действующим стан-
дартам или методикам, разработанным специализированными
лабораториями.

Надежностью механических испытаний горных пород назы-
вается мера соответствия их точности, требуемой для последую-
щего использования результатов испытаний. Нормальными счи-
таются методы, обеспечивающие надежность 95—98% при мас-
совых испытаниях. Упрощенные имеют надежность порядка
85—90%; в них используются образцы малых размеров и произ-
вольной (неправильной) формы, косвенные способы нагружения
и несложные портативные испытательные устройства. Результаты
используют в предварительных инженерных решениях горно-
технических задач. Грубыми считаются методы, надежность
Рис. 7

/ — отде

Наиболее характерные

для Талнахского рудного узла виды

пересечения

выработок с тектоническими нарушениями:

льные нарушения; 2 — два параллельных нарушения; 3 — два пересекающихся несогласно падающих нарушения; 4— то же, согласно падающих
которых 60—80% при . использовании простейших средств и
приемов, а также если невозможно провесли более точные испы-
тания. Результаты используют для прикидок и ориентировочных
решений горно-технических задач.

2.	Механические испытания дают следующие показатели:
пределы прочности при сжатии, растяжении и изгибе, модули
упругости, деформации, спада, коэффициент Пуассона, сцепле-
ние и угол внутреннего трения,. длительная прочность, коэффи-
циент бокового распора, параметры ползучести, коэффициенты
хрупкости и др.

3.	Образцы для испытаний изготавливают, как правило, из
керна специально пробуренных скважин. В некоторых случаях
допустимо использовать часть керна из разведочных скважин
или штуфные пробы. Однако чтобы установить закономерности
изменения механических характеристик и корреляционных за-
висимостей между отдельными показателями необходимо бурить
специальные скважины.

4.	Скважины для определения механических характеристик
задают по разрезу так, чтобы непрерывным опробованием была
охвачена толща между отметками 10 м ниже откаточного и 20 м
выше вентиляционно-закладочного горизонтов. Сетку расположе-
ния скважин выбирают в соответствии с решаемой задачей и
характером изменений геологической ситуации (типы пород и руд,
их нарушенность и т. п.). Места бурения скважин наносят на
геологические и маркшейдерские планы и разрезы. Скважины
бурят алмазными коронками диаметром 46—76 мм. Полученный
при бурении керн (в том числе и обломки) отбирают и документи-
руют по инструкциям для геолого-разведочных работ и с учетом
требований, изложенных в пп. 4, 5 разд. 2. Механическим ис-
пытаниям подвергают весь керновый материал, полученный
при бурении специальных скважин.

5.	Из приведенных в п. 2 разд. 4 механических характе-
ристик важнейшая — прочность при сжатии (одноосном осж и
объемном). Ее определение наименее трудоемко и наиболее полно
методически разработано. С ней связаны остальные прочност-
ные характеристики: прочность при растяжении ор, изгибе, срезе;
сцепление; длительная прочность. Деформационные характе-
ристики: модуль упругости £, деформации £д, коэффициент
Пуассона ц, сцепление и угол внутреннего трения—также
легче определить при нагружении образцов на сжатие. Поэтому
основное внимание уделяют изучению прочности при одноосном
и объемном сжатии. Остальные характеристики нужны для уста-
новления корреляционных связей между ними и показателем
прочности при одноосном сжатии.

6.	Прочность при одноосном сжатии определяют, как правило,
на жестких прессах и получают полные диаграммы напряжение- де-
формация, по которым устанавливают, кроме прочности, значения, со-
ответствующие пределу прочности, осевой и поперечной деформации;
остаточную прочность и производные характеристики: модуль
деформации, отношение боковой деформации к осевой, объемную
деформацию и т. д. Обобщенные показатели позволяют судить
о характере разрушения породы, о пределе длительной прочности,
остаточной несущей способности материала, а вариация меха-
нических характеристик дает представление о.возможной не-
равномерности распределения напряжений в реальных массивах.

7.	При механических испытаниях обязателен поиск корреля-
ционных зависимостей между определяемыми механическими
показателями и минеральным составом (или содержанием одного
из полезных компонентов) породы, особенно это касается пре-
дела прочности при одноосном сжатии. Например, наибольшую
прочность имеют халькопирита и рроти новые ..руды, наимень-
шую моихукитовые (табл. 6). Однако для вкрапленных руд в силу
большой изменчивости минерального состава и микроструктуры,
обусловивших и большую вариацию механических характеристик
внутри петрографических разностей, таких зависимостей уста-
новить не удалось.

8.	Прочностные и деформационные свойства руд и пород
Талнахского рудного узла изменчивы в плане и разрезе.

Таблица 6

Породы и руды	псж , МПа. от — до	Ор. МПа	Е, МПа. | от — до	и
	среднее		среднее	
Скарн	84 — 124	6	—	—
Мрамор	105 49—100	8	—	—
Роговик	80 90-170	—	63	0,21
Роговик «мелистый»	130  90—200	—	—	—
Габбро-долерит такситовый	140  59—270	60	12—110	0,22
Габбро-долерит пикритовый	120 40—180	7	81 51-144	0,20
Габбро-долерит оливин-содержащий	113  70—170	6	95  34—113	0,26
Г а б б р о - дол с р и т о л и в и н о в ы й	120  52—195	5	80  58—100	0,15
Халькопирит-пирротиновая руда ••	104 70—180	4	71 27—82	0,22
Моихукитовая руда	120 50—120	2	54 33—66	0,30
Моихукит-кубанитовая руда	80 85—100	—	48 43—66	0,23
Кубанит-моихукитовая руда	90 70—180	4	53 49—82	0,19
	120		55	
Наименьшей прочностью обладают породы и руды (сплошные !
и вкрапленные) на контактах петрографических разностей. Так, 1
прочность при сжатии сплошных руд в зоне контакта с поро-
дами кровли, как правило, в 1,5—2,5 раза меньше в сравнении
с остальной частью рудного тела.

В общем руды и породы Талнаха относятся к прочным (в об-
разце), высокомодульным, хрупким породам (см. табл. 6). Угол
внутреннего трения колеблется в пределах 30—40°. Сцепление
ориентировочно определяем из выражения:

С = 0,25осж.	(4)

Предельная деформация при одноосном сжатии и изгибе
сплошных руд соответственно (4—6%о) и (2—3%0).

9.	Предельные значения механических характеристик сплош-
ных и вкрапленных руд (прочность при сжатии, деформации
и их производные) существенно зависят даже от малого боко-
вого давления (рис. 8, 9). Приведенные закономерности пояс-
няют механизм разрушения обнажений, работающих на сжатие,
и объясняют существенные отличия в устойчивости, при прочих
равных условиях, сплошных и вкрапленных руд.

10.	Прочность руд и пород в массиве зависит от густоты
трещин, направления усилия по отношению к плоскости трещин,
свойств минерала-заполнителя, вида напряженного состояния.
Снижение прочности породы В массиве по сравнению с прочностью
в образце характеризуется коэффициентом структурного ослабле-
ния X, равным частному от деления показателя прочности в мас-
сиве на соответствующий показатель прочности в образце. На-
пример, при одноосном сжатии

Хсж = Псж/Ож»	(5)

где Осж — прочность при одноосном сжатии в массиве.

11.	Коэффициент структурного ослабления в общем случае
находят, сравнивая результаты натурных испытаний с данными
испытаний образцов, выполненных в условиях одного вида напря-
женного состояния. Пробы для изготовления образцов отбирают
в местах натурных испытаний. Ориентировочные значения Хсж
представлены в табл. 7.

Таблица 7

Число трещин на 1 м	градус		
	0—20	20—30	30—50
До 4	0,50—0,60	0,35—0,50	0,30—0,35
4—10	0,35—0,40	0,30—0,35	0,25—0,30
10—20	0,30—0,35	0,25—0,30	0,20—0,25
Более 20	0,25—0,30	0,20—0,25	0,10—0,20
Рис. 8. Обобщенные диаграммы напряжение—деформация сплошных
руд при одноосном и сложном напряженных состояниях

(О)> О2 = Оз)

Л — зона упругого или упругопластичного состояния материала; В — зона запре-
дельного (разрушенного) состояния

Рис. 9. Обобщенные диаграммы напряжение—деформация
вкрапленных руд при одноосном и трехосном нагружении
(О|> <72 = Оз)
Значения Хсж необходимо умножить на 0,9, если ослабляющие
минералы есть в одной системе трещин, и на 0,5—0,7, если они
есть в двух и более системах.

ГОРНО-ГЕОМЕХАНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
СПЛОШНЫХ СИСТЕМ РАЗРАБОТКИ С ТВЕРДЕЮЩЕЙ ЗАКЛАДКОЙ
НА РУДНИКАХ ТАЛ НАХСКОГО РУДНОГО УЗЛА

Горно-геологические условия на действующих рудниках
Талнаха имеют особенности:

—глубина рудных залежей 150—1500 м, угол падения 3—25°,
мощность залежей сплошных руд до 40 м;

—	большие площади рудных залежей;

—	высокая ценность сплошных руд;

—	наличие трех совместно залегающих промышленных ти-
пов руд;

—	сильная тектоническая раздробленность большинства руд-
ных полей, в частности, рудников «Октябрьский» и «Таймырский»;

—	нарушенность сплошных руд и пород непосредственной
почвы и кровли от весьма сильной до слабой, иногда резко
изменяющаяся в плане и разрезе;

—	потенциальная удароопасность сплошных руд и ряда
вмещающих пород;

—	склонность сплошных руд к слеживанию и самовозгоранию.

Большая мощность перекрывающих друг друга залежей руд
различного качества, экономическая целесообразность перво-
очередной отработки сплошных (богатых) руд и необходимость
сохранения вкрапленных для последующей выемки обусловили
управление горным давлением при очистной выемке полной
закладкой выработанного пространства твердеющими смесями.

Сплошные системы разработки рекомендуется применять при
выемке сильнонарушенных руд и руд любой нарушенности на
глубинах свыше 500 м. Системы характеризуются отсутствием
в выработанном пространстве рудных целиков, расположен-
ных вне области влияния рудного массива. Ширина такой области
для рудников Талнаха 40—70 м.

К классу сплошных систем разработки с твердеющей заклад-
кой (ТЗ) относятся сплошная слоевая; сплошная с выемкой
слоями спаренных лент, разделенных временными рудными це-
ликами, запасы которых извлекаются либо слоями, либо каме-
рами; камерная, камерно-целиковая с ограниченным числом
рудных целиков у рудного массива.

Для сплошных систем разработки характерны разделение руд-
' ной залежи на панели, а панелей — на вертикальные (крутонак-
лонные) полосы (ленты) или горизонтальные (пологие) слои и опе-
режающая подготовка. Транспортные выработки в рудном теле
. раполагаются по всей ширине панели, на ее границах, либо
в средней части.
В первом случае перед фронтами работ проходятся парад- :
дельные или фланговые уклоны и штреки (не всегда), а из
фланговых уклонов — нормальные фронтам слоевые (под-
этажные) выработки с образованием в рудном теле на разном
уровне ленточных целиков. Во втором и третьем случаях панель
подготавливается транспортными штреками или уклонами и
слоевыми выработкам!, располагаемыми на границах или
в центре панели.

При расположении транспортных выработок по всей ширине
панелей рудный массив перед фронтом работ более изрезан.
Это сказывается на его НДС и в конечном итоге уменьшает
устойчивость обнажений как в транспортных, так и в очистных
выработках.

5. Напряженно-деформированное состояние
горного и искусственного массивов

при отработке мощных пологопадающих рудных залежей
сплошными системами разработки с твердеющей закладкой

1.	Напряженно-деформированное состояние горного массива
определяется исходным полем напряжений и изменениями де-
формаций и напряжений, обусловленных очистными работами,
а искусственного массива — задается оседаниями налегающих
пород.

2.	Напряженно-деформированное состояние нетронутого мас-
сива (исходное поде напряжений и деформаций) характери-
зуется тремя составляющими: вертикальные о”, е?, и две горизон-
тальные сух; вх;	При этом о? = уН, 0; ох = ох + сух;

e.v = r.I; о!} — а,’, -ф nJ; г.у= eJ; ах =	(//—глубина за-

легания рудного тела, м; у — средний объемный вес налегающих
пород; мн/м3; индексы «г» и «т» соответственно означают гра-
витационную и тектоническую составляющие; ц = 0,1 —1,0 —
коэффициент бокового распора. Тектонические составляющие
напряжений cT^cyJ как бы вморожены в массив и могут зна-
чительно превышать гравитационные напряжения (поле шах-
ты 1 рудника «Октябрьский»). Исходное поле напряжений
на руднике «Маяк», в Северо-восточном районе рудника
«Комсомольский», в отдельных участках шахты 2 рудника
«Октябрьский» ближе к гравитационному (отсутствуют текто-
нические напряжения).

3.	За счет передачи части веса пород, залегающих над вы-
работанным пространством, на примыкающий к нему рудный
массив в окрестностях очистных выработок создается область
повышенных напряжений — зона опорного давления и под вы-
работанным пространством—зона разгрузки.

Наиболее полно изучены и просты закономерности распре-
деления напряжений в зоне опорного давления при отработке
тектонически спокойных участков рудного тела сразу на всю
24
мощность с минимальным количеством подготовительных выра-
5оток впереди фронта очистных работ. Зоной опорного давления
считается часть рудного массива от очистного забоя до места,
где дополнительные напряжения составляют 5—10% от действую-
щих в нетронутом массиве. На рис. 10 показаны характерные
участки напряженно-деформированного состояния руд и вер-
тикальная составляющая напряжения.

Рис. 10. Изменение вертикальной составляющей напряжений 1 в окрестности
очистной выработки:

L; Lan: Lp -, Lyn; Ln* — соответственно ширина пролета подработки и зон опорного давления; разгрузки;
упругого и пластического (запредельного) состояния руды-

Параметры зоны опорного давления (см. рис. 10) опреде-
ляются структурными особенностями и механическими характе-
ристиками руды, налегающих пород и закладки, глубиной работ,
мощностью и углом падения рудного тела, размерами и формой
выработанного пространства. С увеличением ширины последнего
все параметры зоны опорного давления растут (рис. 11), и на-
чиная с некоторой ширины (пролета) выработанного простран-
ства они постоянны или изменяются незначительно. Величина
пролета, с которой стабилизируются параметры зоны опорного
давления (развитый пролет), зависит от многих факторов, в том
числе и от жесткости закладочного массива (ЗМ).

Максимальный коэффициент концентрации опорного давления
/Стах растет с увеличением прочности руды, уменьшением мощ-
ности залежи. С увеличением глубины горных работ и жесткости
ЗМ этот коэффициент уменьшается. Его величина зависит также
от структуры и прочности налегающих пород (см. рис. 11,6),
обобщенным показателем которых является величина пролета
первого обрушения основной кровли — первый обрушаемый
пролет Лобр•
Лтах —	(п0 моделям из эквива-

лентных материалов) от пролета
подработки; • , □ —при движении
фронта работ к встречно-падающим
тектоническим нарушениям на руд-
никах «Комсомольский» и «Октябрь-
ский», соответственно; △, X —то
же к тектоническим нарушениям,
падающим на рудный массив на этих
же рудниках

Ширина зоны пластического (запредельного) состояния
горных пород увеличивается с ростом глубины работ, пролета
подработки, мощности рудного тела и. с уменьшением прочности
руды.

Распределение давления в зоне разгрузки и ее ширина за-

висят от компрессионных свойств ТЗ, структуры и механических
характеристик налегающих пород, глубины горных работ (рис. 12).

Кривая	//, м	V0. %
1	300	10
2	4Q0	10
3	500	10
4	300	2

5 .По натурным измерениям

оседаний на'руднике
«Комсомольский»

Рис. 12. Изменение давления на
закладочный массив в зависимости
от относительного расстояния до
забоя

4.	Соотношение компонент дополнительных (превышающих
исходные) напряжений и деформаций в упругой зоне опорного
давления подчинено законам теории упругости и в общем виде
выглядит следующим образом:

Л<>. > 0; Л<тл = До/у = Лег> 0; Дед ~ Де./у^0 (за поло-
жите.п>ные напряжения и деформации приняты сжимающие).

Дополнительная деформация Дед и соответствующее ей напря-
жение \л,. (/= ху у. z) по мере приближения к очистному забою
возрастают и в точке максимума опорного давления дополни-
тельные напряжения достигают максимальных величин.

В пластической зоне (зоне запредельного состояния) де-
формация продолжает * возрастать до своего максимального
значения е"’ на рудной стенке очистного забоя, а соответствую-
щая ей компонента напряжений уменьшается от оГах до о, = ОоСТ
(пост — остаточная прочность руды в массиве, соответствующая
деформации е?). Составляющая напряжений Пост на рудной стенке
очистного забоя может иметь значение от прочности руды на
одноосное сжатие в массиве до нескольких процентов от этого
значения в зависимости от величины общей деформации рудного
массива у стенки очистного забоя е"1 (см. рис. 8).

Деформация Acz/ в запредельной зоне остается равной нулю
или принимает отрицательные значения в зависимости от степени
разрушения призабойной части массива. Составляющая же
в этой зоне становится отрицательной и по абсолютной вели-
чине в точке максимального значения у самого обнажения может
на порядок и более превосходить деформацию 8?'.

Составляющая напряжений вх в запредельной зоне умень-
шается от сгх до 0, а от oz/ до значении Оу или av:
в зависимости от заданной обнажению деформации, оставаясь
в этой зоне	Таким образом, в пластической зоне су-

щественно изменяются напряжения и деформации, а руда в этой
зоне находится в запредельной стадии деформирования.

Роль закладки и ее деформационных (компрессионных) ха-
рактеристик очевидна: ограничивая перемещение налегающих
пород, задающих деформацию обнажению, она не снижает напря-
жения в точке максимума опорного давления (отпор закладки
у очистного забоя мал по сравнению с весом налегающих по-
род), а уменьшает деформацию обнажения, увеличивая тем
самым его устойчивость.

5.	Тектонические нарушения, разрывая сплошность вмещаю-
щих пород и рудного тела и несколько меняя их механические
характеристики в массиве, вносят существенные возмущения
в исходное поле напряжений (рис. 13). Геомеханическое воз-
действие тектонических нарушений неравнозначно. Наибольшие
возмущения в распределение напряжений вносят нарушения,
рассекающие всю толщу пород до поверхности, наименьшее —
тектонические нарушения (трещины), затухающие в рудном
теле, в породах непосредственной или основной кровли (не се-
кущие основную кровлю на всю мощность). Важна также со-
подчиненность нарушений, которую в таких сложных по текто-
нике месторождениях трудно установить (рис. 13,6).

У каждого тектонического нарушения с обеих сторон есть
зона пониженных напряжений, обусловленная большей деформи-
руемостью руд и вмещающих пород, всплеском давления несколь-
ко выше среднего уровня на некотором расстоянии от нарушения
и его снижением до какого-то среднего уровня в центральной
Рис. 13. Эпюры вертикальной составляющей гравитационного поля напряжений
в тектонически нарушенных зонах:

и — по измерениям методом разгрузки (панель 6, шахта 2. рудник «Октябрьский»); 6 — вдали от
горных выработок; в — при подходе очистной выработки, параллельной тектоническому нарушению,
к сю висячему боку; < — то же. к лежачему; / —эпюра опорного давления на призабойный массив
н тек । опнчесхн спокойной зоне; 2 — то же с учетом влияния нарушения и положения забоя в плоскости I ' ,
3 - то же и положения забоя в плоскости 2'

части блока. Для конкретных тектонических блоков закономер-
ности распределения напряжений могут сильно варьировать
в зависимости от взаимного расположения, расстояния, сопод-
чиненности и размеров оконтуривающих трещин: некоторые
зоны могут отсутствовать, уровень всех составляющих напряже-
ний изменяться в широких пределах и т. д. Поэтому невозможно
предсказать заранее хотя бы качественно распределение напря-
жений в одном блоке без детализации тектоники всего участка.
Например, изменение соподчиненности нарушений (см. рис.
13,6) приведет к обратному характеру распределения вертикаль-
ной составляющей в зонах 1 и 3. При оценке границ зоны опор-
ного давления по состоянию горных выработок из-за различия
исходных напряжений в отдельных тектонических блоках, может
получиться кажущееся скачкообразное перемещение этих гра-
ниц и т. д.

6.	Горно-геомеханическая характеристика
сплошных слоевых систем разработки

1. Основные принципы отработки рудных тел сплошными
слоевыми системами:
—	разделение рудного тела на вертикальные (крутонаклон-
ные) полосы (ленты) или горизонтальные (пологие) слои;

—	последовательная или одновременная отработка лент в вер-
тикальном, а слоев в горизонтальном направлениях;

—	ведение очистных работ без оставления постоянных или
временных поддерживающих целиков в выработанном про-
странстве.

2.	Последовательность отработки слоев в вертикальном
направлении: снизу вверх — восходящий порядок (рис. 14),
сверху вниз — нисходящий (рис. 15); часть рудного тела отра-
батывают слоями сверху вниз и остальную — слоями снизу вверх
(или наоборот) — комбинированный порядок.

I-I

Рис. 14. Сплошная слоевая система разработки с выемкой слоев снизу
вверх (восходящая):

/—транспортная выработка; 2 — выработки спирального заезда; 3 — слоевые; 4 — рудо-
спуски; 5 — границы лент; 6 — очистная выработка; 7—комплект взрывных скважин;
8 — твердеющая закладка; 9— отбитая руда

Порядок отработки по направлению движения очистных
забоев: горизонтальное — последовательная отработка слоя
с поочередной или одновременной отработкой слоев (см. рис. 15);
вертикальное—последовательная (снизу вверх или наоборот)
отработка ленты с поочередной или одновременной отработкой
соседних лент (см. рис. 14); комбинированное— последовательная
отработка одного или нескольких слоев, одной или нескольких
лент (рис. 16).

В зависимости от последовательности отработки слоев, направ-
ления движения очистных забоев складываются различные горно-
геомеханические ситуации.

3.	Общая геомеханическая ситуация при сплошной слоевой
системе разработки с восходящим порядком выемки слоев
IL - И

I слой
Ислой
'Шелий
ШИ слой

Рис. 15. Сплошная слоевая система разработки с твердеющей закладкой и
выемкой слоев сверху вниз (нисходящая):

1 транспортный уклон; 2—слоевые выработки; вентиля цн он ный восстающий; 4— рудоспуск;

5 очистные выработки; 6'—разрезные штреки; 7 — закладочный массив; Я —сборочная венти-
ляционная выработка

Рис. 16. Сплошная слоевая система разработки с твердею-
щей закладкой и комбинированной выемкой слоев
(см. рис. 14) в окрестностях очистного забоя в основном не
отличается от приведенной (разд. 5, п. 3), но из-за одновремен-
ной отработки двух, а иногда трех лент и сильной изрезанное™
рудного тела впереди фронта работ подготовительными выра-
ботками распределение напряжений и деформаций в руде впереди
очистного забоя может быть другим.

Максимум опорного давления за счет высокой несущей спо-
собности консоли и большой изрезанности массива снижается
и размывается. В этой системе опасность представляет рудная
стенка очистного забоя, возможность разрушения которой вплоть
до динамической формы сохраняется до отработки рудного тела
на всю мощность или по крайней мере до подсечки очередной
ленты. Вероятность динамических форм разрушения стенки
очистной выработки наибольшая при проведении разрезной
выработки и отработке первых двух слоев. С увеличением высоты
рудной стенки очистного забоя, частично подпертой в нижней
части закладкой, вероятность проявления динамических форм
снижается.

Второй уязвимый элемент с точки, зрения геомеханики —
рудная консоль (уступ), подпертая по свободной плоскости ТЗ
и сложенная рудой, получившей деформации больше предель-
ных, т. е. разрушенной. Однако разрушение материала идет,
в основном, по трещинам, параллельным стенке очистной вы-
работки.

Трещины разрушения в консоли получаются субпараллель-
ными плоскости ее поперечного сечения, т. е. близкими к вер-
тикали. В результате того, что нижняя часть консоли работает
на сжатие, прочность материала между трещинами снижается
мало, напряжения в ней определяются, в основном, силами
собственного веса, устойчивость рудной консоли (потолочины)
остается на высоком уровне и определяется естественной нару-
шенностью руды пологими и кососекущими трещинами.

4.	Опережающая выемка над- или подрабатывающего слоя
снижает вертикальную (точнее, нормальную к плоскости руд-
ного тела) составляющую напряжений в под- и надработанной
части. По мере удаления вверх и вниз- от опережающего слоя
•(рудного тела) напряжения в массиве восстанавливаются. Части
массива, примыкающие к опережающему слою, в которых уровень
вертикальных (нормальных) напряжений нс превышает величину,
Определенную по условию устойчивости обнажения о11О11 или по
критерию удароопасности у//С), считаются разгруженными или
защищенными; .Высота разгруженной, зоны в подработанном
'массиве больше, чем. в надработанном: Однако подработанная
/толща испытывает, ббльшие деформации, т. е. в подработанной
фудной залежи обнажения, менее устойчивы, чем в надработанной.

Зону защиты отстраивают на/разрезе вкрест простирания
фод углами защиты ф| и ф2 (рис. 17) к плоскости падения рудного
Рис. 17. Схема построения защищенных
зон у над- и подрабатывающего слоев:
а —при неразвитых и б — при развитых пролетах
подработки

Рис. 18. Характер распределения давления на закладочный
массив при нисходящем порядке выемки слоев (по моделям из
эквивалентных материалов)

Рис. 19. Распределение напряжений в над-
работанной части рудного тела при комби-
нированном порядке отработки слоев по
результатам моделирования для v= 10%:
/ — в 27 м от почвы надрабатываютего слоя (по
почве рудного тела); 2 а 3 — то же в 17 и 7 мот
почвы надрабатывающего слоя; 4 — в 10 м вверх от
кровли надрабатываютего слоя
тела, а сверху и снизу ограничивают линиями, проведенными
параллельно линии падения на расстоянии hl} и Ан соответственно
в подрабатываемом и надрабатываемом массиве. Для условий
Октябрьского месторождения* ф|=70°, гр2 = 60°, Лп = 60 м и
hH = 40 м;

5.	Общая геомеханическая схема при нисходящем порядке
выемки слоев (см. рис. 15) существенно отличается от показан-
ной в разд. 5. Только впереди верхнего слоя геомеханическая
ситуация соответствует приведенной. Геомеханическая обстановка
!в ЗМ намного сложнее. Зона пластического (запредельного)
достояния руды образуется только на. первом^слое.

ЗМ" первого слоя с удалением от забоя в выработанное про-
странство начинает пригружаться оседающими породами кровли.
Отработка второго слоя снимает эту пригрузку, а позади забоя
рна начинает восстанавливаться, и так повторяется до отработки
последнего слоя, позади которого пригрузки на ЗМ монотонно растут
По мере удаления в выработанное пространство до значения <fz (рис. 18).

Жесткость ЗМ, т. е. способность закладки создавать подпор
оседающим породам кровли, включает в себя, кроме деформа-
ционных (компрессионных) свойств материала закладки, мощ-
ность ЗМ, уменьшается с ростом количества отработанных слоев.
В соответствии с этим уменьшением будет изменяться и ха-
рактер распределения напряжений в ЗМ (давления на остав-
шуюся часть рудного тела). В целом, общие перемещения (осе-
рания) пород кровли на участке от забоя по первому слою до
рабоя по последнему будут больше, по сравнению с восходя-
щим порядком отработки слоев, а суммарный отпор ТЗ на сопо-
ставимых участках от очистного забоя — меньше.

6.	При комбинированном порядке выемки слоев распределение
напряжений в надработанной части рудного тела зависит от
компрессионных свойств ТЗ и опережения между забоями по
надрабатывающему слою и забоем по остальным слоям (см. рис. 15).

Здесь зона пластического состояния пород образуется только
у забоя надрабатывающего слоя. В большей же, надработан-
^ой части рудного тела напряжения не превышают 0,5у//. Руд-
ная консоль нагружена силами собственного веса и весом заклад-
ки в надрабатывающем слое, с учетом сил пригрузки закладки
Залегающими породами (рис. 19).

7.	Горно-геомеханическая характеристика
сплошных камерных систем разработки

1.	Основной особенностью сплошной камерной системы раз-
работки является отбойка запасов вертикальных или крутонаклон-
ных лент вприсечку к массиву закладки из пройденных буро-

* Указания по безопасному ведению горных работ на Талнахском и Октябрь-
ском месторождениях, склонных к горным ударам. — Норильск: НГМК, 1982.
ногрузо-доставочных, буровых, вентиляционно-буровых и вентиля
ционных выработок сразу на всю мощность рудного тела ил к.
выделенного подэтажа при уступном фронте работ в панели
в плане.

2.	Для сплошной камерной системы разработки характерна
подготовка панели по ее границам, торцевая или боковая отгруз-
ка отбитой руды с почвы рудного тела (подэтажа.) из выработок*
так называемого погрузо-доставочного горизонта (ПДГ). и ббль-
шая высота очистных выработок (камер), чем при слоевой
системе.

Большая высота очистных выработок при прочих равньц
условиях обусловливает повышенную деформируемость и по{
ниженную устойчивость стенок в средней (по высоте) части. Дл$(
предотвращения опасных деформаций и повышения устойчивости
стенок камер необходимо ограничивать их длину.

3.	Торцевая отгрузка руды упрощает конструкцию сплошной*
камерной системы разработки, но требует повышенной устойчи-
вости обнажений в очистных выработках. В то же время при
боковой отгрузке руды необходимы столбчатые целики, между
заездами из опережающих доставочных выработок, сохраняе-:
мыс в процессе отработки камеры. В связи с этим при сплош-,
ной камерной системе разработки во всех случаях благоприятна
уменьшение длины камер при максимально возможном увеличе|
нии их ширины, в результате повысится устойчивость целиков:
между заездами.

4.	Устойчивость рудных стенок и целиков ПТГ обеспечив
вается при напряжениях ог < 0,75о?ж. Безопасные условия труда;
при сплошной камерной системе разработки обеспечивает опе<
режающая разгрузка призабойного рудного массива. Она обя?
зательна, если глубина свыше 500 м и пролет подработки болы
ше 120 м.

Дополнительно повышает устойчивость рудных стенок и столб?
чатых целиков заоткоска стенок в сторону рудного массива под
углом 65—75°.

5.	Наиболее эффективный способ разгрузки — опережающая
отработка подкровельного (защитного) слоя (горизонта), на-
зываемого далее НГ, которая предотвращает опасные под
вижки рудного массива. Таким образом, геомеханическая ситуа;
ция при сплошной камерной системе разработки приближается
к геомеханической обстановке при комбинированной слоевой
выемке.

Надработка может производиться без закладки или с заклад
кой надрабатывающих выработок.

6.	Надработка без закладки надрабатывающих выработок
может применяться на участках слабой- и средней нарушенное^
пород непосредственной кровли при отсутствии тектонически’
нарушений I — III порядков с падением на рудный массив
ориентированных под углом до 30° к фронту работ. В процесс
проведения опережающих выработок на НГ, параллельных фронту
работ, оформляются рудные или рудо-породные временные це-
лики. Последние выполняют функцию поддерживающей крепи,
рассчитанной на работу в режиме заданной деформации. Усло-
вием безопасной эксплуатации таких целиков является превы-
шение скоростью релаксации ор скорости нагружения он.

7.	Закладкой надрабатывающих выработок образуется сплош-
ной защитный слой, сооружаемый в соответсвии с рекоменда-
циями разд. 11, п. 2, или дискретный — предполагает оформление
ленточных искусственных или комбинированных целиков между
проводимыми в НГ вентиляционными выработками. Первый
случай приемлем на любых участках Талнахского и Октябрь-
ского месторождений; второй — на участках, где отсутствуют
тектонические нарушения 1—III порядков с падением в сторону
рудного массива.

8.	Сплошная камерная система разработки без закладки вы-
работок НГ (рис. 20) отличается большей нагруженностью
конструктивных элементов. Поэтому при таком варианте не-
обходимы ступенчатое расположение камер, заоткоска рудной
стенки в сторону рудного массива под углом 65—75° к гори-
зонту, расположение целиков НГ на некотором (до 1,5 м) рас-
стоянии от заоткошенной рудной стенки, обеспечение целикам
ПГД не меньшей жесткости, чем НГ и оформление столбча-
тых целиков ПГД до наступления момента их полного нагру-
жения, т. е. проведение выработок ПГД на надработанных
участках.

9.	Сплошная камерная система разработки с закладкой
выработок НГ может иметь различные модификации и характе-
ризуется неодинаковой степенью разгрузки, рудной стенки и
целиков ПДГ. Большая разгрузка возможна при сплошном за-
щитном слое (рис. 21) и защитном слое с дискретными искус-
ственными опорами (рис. 22), но сопряжена с повышением де-
формаций восстановления надработанного массива и увеличи-
нием объема работ в защитном слое. Меньшая разгрузка дости-
гается при образовании дискретного защитного слоя с рудопо-
родными целиками (рис. 23). Но при этом уменьшается деформа-
ция восстановления надработанного массива и сохраняется
горно-геомеханическая система рудный массив — породы кровли,
:• в результате возрастает устойчивость рудной стенки камер. Од-
нако этот вариант неприменим, если непосредственная кровля
сложена раздробленными породами, а также если целик попа-
дает на тектоническое нарушение с зоной дробления, субпарал-
лельное длинной оси целика. Варианты с искусственными и
естественными опорами в защитном слое (см. рис. 22 и 23)
•допускают увеличение ширины камер по сравнению со сплош
ным защитным слоем.

10.	Преобладание трещин и тектонических нарушений запад-
ного падения создает условия, которым соответствует сплошная
7

] Панель! | Панель 2 |
Очередность отработки

Рис. 20. Сплошная камерная система разработки без закладки надрабатывающих выработок:

а н б — соответственно планы работ по А — А и В— В\ в и г —разрезы по С—С и Д—Д\ д—порядок развития работ; / — транспортный орт; 2 — доставочный
штрек; 3 — заезд в камеру; 4 — целик ПГД; 5 — буровой штрек; 6—камера; 7 — вентиляционный штрек; 8 — целик вентиляционного горизонта; 9—перемычка;_
Рис. 21. Схема сплошной
камерной системы разра-
ботки со сплошным за-
щитным слоем:

1 — 7, 10 — см. рис. 20; // — руд-
ный откос; 12—выработка в под-
кровельном (защитном) слое

Рис. 22. Сплошная камерная система с дискретными искусственными опорами
в защитном слое:

/ — транспортно-доставочный орт; 2 — опережающий штрек; 3—разуплотненный целик защитного слоя;
4— подушка из рудной мелочи; 5 — железобетонные штанги; 6—вентиляционный штрек; 7 —
транспортно-доставочный штрек; 8 — заезд в камеру; 9 — камера; 10—вертикальная н горизонтальная
подвесная арматура

Рис. 23. Сплошная ка-
мерная система разра-
ботки с дискретным за-
щитным слоем:

/ — рудный массив; 2 —заходка,
защитного слоя; 3—железобе-
тонные штанги; 4 — разуплотнен-
ный целик защитного слоя; 5 —
камера; 6 — буровой штрек; 7 —
транспортно-погрузочный штрек;

8— твердеющая закладка
камерная система, на западных флангах рудников «Октябрьский»
и «Таймырский» (подвигание фронтов по восстанию). При этом
возможно заглубление выработок ПДГ в почву рудного тела,
которое снизит удароопасность столбчатых целиков ПДГ и при
взрывании кровли выработок ПДГ, параллельных фронту ра-
бот, позволит отказаться от возведения пермычек в заездах.

8.	Горно-геомеханическая характеристика
сплошной системы разработки с временными рудными целиками

1.	К сплошным системам разработки с временными целиками
можно отнести выемку восходящими слоями спаренных лент,
разделенных временными рудными целиками, и вариант камерно-
цел икового порядка выемки с ограниченной глубиной ’фронта
работ. Временные целики оформляютя, эксплуатируются и отра-
батываются только под защитой рудного массива.

2.	Горно-геомеханическое назначение временных целиков —
обеспечить плавное (без резких перегибов) опускание пород
налегающей толщи, постепенно вовлечь в работу искусствен-
ный массив, защитить очистные выработки при выемке элемен-
тов (лент) первой очереди, а также технологически увеличить
число одновременно действующих забоев.

3.	Временные рудные целики работают в условиях нарастаю-
щего оседания Зтолщи налегающих пород, а при оформлении —
в условиях уменьшающейся жесткости. Таким образом, наиболее
вероятно, что первый к рудному массиву целик работает в упру-
гой стадии деформирования, второй и третий — в запредельной.
Отпор ТЗ препятствует развитию процесса разрушения в цели-
ках, находящихся в запредельной стадии деформирования.
Поэтому устойчивость обнажений такого целика вполне доста-
точна для безопасной выемки его запасов как восходящими
слоями, так и сразу на всю мощность (камерами). Как в упру-
гой, так и в запредельной стадиях деформирования временные
рудные целики выполняют функции податливых опор.

4.	Упругое деформирование материала временных рудных
целиков может быть обеспечено надработкой сплошным или
дискретным защитным слоем (см. далее раздел 14) или раз-
уплотнением пород почвы под целиком.

При вариантах с временными целиками и надработкой (рис. 24)
перед обнажением искусственной кровля в лентах, смежных
с оформляемыми временными целиками, целесообразна допол-
нительная подсечка последних. Если ведется выемка запасов
с временными, частично подработанными целиками, частичную
подработку следует сочетать с разуплотнением пород почвы
(рис. 25).

5.	Предельные и запредельные деформации целиков по всей
высоте возникают, если не выполняются мероприятия по разгруз-
ке. Такие случаи допустимы при камерно-целиковой схеме выемки
.38
Рис. 24., Сплошная система разработки с выемкой надработанных участков
восходящими слоями спаренных лейт, разделенных временными целиками:

а — со сплошным защитным слоем; б — С дискретным защитным слоем; / — выработка подкровельного
слоя; 2 — очистные выработки основных слоев; 3—временные целики; 4 — разрезной штрек; 5 —от-
работанный и заложенный участок рудного тела; 6 — рудный массив; 7—очистная выработка во
временном целике; 8— шпуры для отбойки руды; 7, II, /// — номера секций

с оформлением, эксплуатацией и отработкой 1—2 временных
целиков на глубине до 600 М (рис. 26Х- Мероприятия позволяют
увеличивать безопасную глубину фронта очистных работ до
75 м -при глубине залеганий рудных тел до 1200.

6.	При сплошной системе разработки с временными целика-
ми для технологических целей необходимы панельные целики.
Последние прорезаются выработками и будут работать в усло-
виях повышенных напряжений, а значит необходимы меры по их
Рис. 25. Сплошная система разработки с выемкой восходящими слоями спаренных лент, разделенных временными рудными
целиками, с твердеющей закладкой:

/ —слоевая выработка; 2—разрезной штрек; 3 — очистная полоса (лента); -/ — твердеющая закладка; 5 —комплект шпуров; 6 — очистная выработка; 7 —временный
опорный целнк; 8 — заряд ВВ; 9 — скважина для разуплотнения почвы под временным целиком; 10— надработанный рудный уступ для защиты выработок ТДГ;
// _ подсечка временного опорного целика; /2—транспортно-доставочный штрек; 13 — заезд в камеру; 14— буровой штрек; 15 — вентиляционный штрек; 16 — комплект
взрывных скважин в камере
целиками и камер но-целиковым порядком выемки:

а и б -- соответственно порядок отработки камер и целиков при двух- и трех-
стадийной выемке; в — схема камуфлетнровання целиков; 1 — камеры; 2— между-
камерные целики; 3 — массив твердеющей закладки; 4 — разрезной штрек в ка-
мере; 5 —нижняя подсечка в камере; 6—шпуры для камуфлетнровання

разгрузке, в числе которых могут быть надработка, подработка,
формирование неперекрывающихся в плане частей панельного
целика.

ПОРЯДОК ВЫЕМКИ

И ПАРАМЕТРЫ ОСНОВНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
СПЛОШНЫХ СИСТЕМ РАЗРАБОТКИ

9.	Основные положения

1.	Порядок отработки рудной залежи (поля, месторождения,
участка) выбирают, соблюдая основной принцип — минимальное
взаимное вредное влияние выемочных единиц. Схема разработки
залеже с углом до 10° или расположения очистных выработок
по простиранию при большем угле падения (рис. 27, а) наиболее
часто встречается, причем линия фронта очистных работ может
быть близка к прямой. Расстояние по горизонтали между очист-
ными выработками соседних панелей, считая по кровле рудного
тела, принимают не более 32 м.
Рис. 27. Принципиальные схемы конфигурации фронтов очистных
работ:

а рекомендуемая; б - возможная -в особых случаях; в — не рекомендуемая; г—при
отработке залежей с узлом падения более 10° поперечно-наклонными слоями; 1 — панель;

2 отработанные и заложенные участки; 3 — линия падения

Допускается делить залежь на группы панелей (не менее
двух в каждой). Опережение в группе панелей должно соответ-
ствовать указанному, а между группами панелей может быть
любым (см. рис. 27,6). При этом следует иметь в виду, что
условия отработки панели из группы отставших, граничащей
с выработанным пространством опережающих панелей, будут
неблагоприятными.

2.	При разработке рудных залежей с углом падения более
10° очистные выработки могут располагаться вкрест простирания.
В таком случае в поле по падению целесообразно применять
вариант поперечно-наклонных слоев с нисходящим порядком,
а по восстанию — с восходящим. Конфигурация фронта очистных
работ будет иметь вид, показанный на рис. 27, г.

2). Выбранный порядок отработки рудной залежи (рудного
поля) должен исключать возможность образования целиков. Это
особенно важно при глубинах более 500 м. Указанному требо-
ванию отвечает отработка рудной залежи от одного фланга
к другому (односторонний фронт очистных работ) или отра-
ботка от середины рудной залежи к флангам (расходящимися-
фронтами). Встречные или догоняющие фронты допустимы как
исключение при отработке рудных залежей шириной до 200 м,
залегающих на глубине до 500 м.

4.	Если же в поле образовались встречные или догоняющие
фронты очистных работ, то при расстоянии между фронтами
в зависимости от глубины 1,4—1,8 ЛО1, они должны быть оста-
новлены, а образовавшийся между ними разделительный массив
отрабатывают расходящимися фронтами, ориентированными под
углом не менее 60° к остановленным (рис. 28).

5.	Расположение фронта очистных работ параллельно текто-
ническим нарушениям I порядка допускается при движении
фронта от тектонического нарушения. Если же движение направ-
лено к нарушению параллельному или под углом менее 60° к (фронту
42
Рис. 28. Примерная конфигурация фронта очистных работ при выемке запасов
между шахтами 1 и 2 рудника «Октябрьский»:

а, б—не рекомендуемые; в, г—рекомендуемые (г—предпочтительная); / — линия падения; // — отра-
ботанные н заложенные участки

очистных работ, то горные работы с расстояния до нарушения
не менее чем (1,1 —1,5) Lon следует вести по особому проекту.
Проект должен содержать дополнительные меры безопасности
и быть согласован с комиссией по борьбе с горными ударами
(одной из мер может быть разворот фронта очистных работ
под углом не менее 60° к нарушению).

6.	Очистные выработки ориентируют по падению, прости-
ранию рудного тела или диагонально,. при движении фронта
очистных работ в большинстве случаев перпендикулярно ориен-
тировке очистных выработок. Предпочтительна ориентировка под
углом не менее 60° к простиранию основных тектонических нару-
шений. Длина очистных выработок (ширина панелей, выемочных
участков) устанавливается проектом.

Границы выемочных участков, панелей, блоков должны,
как правило, совпадать с тектоническими нарушениями, прости-
рающимися субнормально к’ фронту очистных забоев. Схемы
подготовки пректируют с учетом тектоники и возможной пере-
менной длины панели в пределах этажа, яруса и т. д.

Учитывая направление плоскостей основных тектонических
нарушений в поле, рудников «Октябрьский» (шахта 2) и «Тай-
мырский», наиболее рационально раполагать очистные выработки
вкрест простирания.

7.	Рудные целики между очистной и подготовительными вы-
работками при расположении последних параллельно или под
острым (до 60°) углом к фронту очистных работ являются кон-
центраторами напряжений в зоне опорного давления. Это резко
повышает вероятность возникновения горных ударов и ухудшае]
условия поддержания подготовительных и нарезных выработок;
Поэтому предпочтительно расположение подготовительных вы
работок перпендикулярно или под углом более 60° к фронту
очистных работ (см. рис. 14—16).

8.	По условию устойчивости минимальную ширину целика о
между смежными слоевыми выработками рекомендуется опре-
делять по формуле:

° = л/	(6

где	</ = (К	к К,?//)/(Кл КукО;

/\\ — коэффициент, учитывающий влияние угла падения рудногб
тела (до 20° его можно не учитывать); /<к — 2 ... 3 — коэффициент^
концентрации опорного давления; — коэффициент запаса:,
прочности; Кл = 0,7-0,75 — коэффициент длительной прочности;';

— коэффициент, учитывающий условия- на контактах целикак
с окружающим массивом (для слоевых выработок, расположен-!
пых всем сечением в сплошных рудах, /<ук — 1,6); hn и b — со-!
ответственно высота и ширина слоевой выработки, м.

К. = К.\ К:>2 ,

где Л\| коэффициент запаса, учитывающий вариацию прочностных!
свойств (/(31 = 1,15—1,25); /(з2— коэффициент, учитывающий;
возможное уменьшение ширины целика по сравнению с проектной;
(К.2 = 1,1-1,5).

Е.сли по конструктивным соображениям ширина целика между
слоевыми выработками получается меньше расчетной, то вы-
работки необходимо располагать в разгруженной зоне или
крепить.

При удароопасных рудах и породах следует руководствоваться!
также и. 47 «Указаний по безопасному ведению горных работ...»;
(Норильск: НГМК, 1982). В защищенной зоне ширину целика
принимать по технологическим соображениям, но не менее 4 м.

9.	Размеры обнажений руды, вмещающих пород и ТЗ, в очи-
стных выработках следует выбирать так, чтобы обнажения, не
закрепленные или закрепленные штангами, торкретбетоном или
их сочетанием, сохраняли устойчивость в течение всего срока
существования очистной выработки.

В силу случайного распределения характеристик горного мас-
сива, обусловливающего устойчивость последнего, мерой устой-
чивости1 служит вероятность того, что обнажение не обрушится.
При этом не исключаются мелкие отслоения и вывалы, кото-
рые могут быть частыми и должны периодически обираться,
а также крупные вывалы и обрушения, встречающиеся тем реже,
чем выше вероятность, характеризующая устойчивость конкрет-
ного обнажения. При вероятности Р= I обрушения исключаются
полностью, а при Р — 0,5—0,6 — обнажения неустойчивы, хотя
примерно половина из них практически будет сохранять доста-
точную устойчивость, аварийные завалы будут примерно на
1/5—1/10—всех обнажений.

10.	Порядок разработки различных промышленных типов руд

1.	Различные типы руд считаются совместно залегающими,
если отработка одного изменяет напряженно-деформированные
состояние руд других типов.

2.	Взаимное расположение фронтов очистных работ в разных
рудных телах в течение всего периода их существования должно
исключить вредное воздействие очистных забоев друг на друга.
Если это сделать невозможно, то параметры конструктивных
элементов систем должны определяться с учетом этого воз-
действия.

3.	Рудные тела независимо от варианта сплошной системы,
применяемого для отработки каждого их них, делятся на надра-
батываемые (опережающая отработка верхнего рудного тела)
и подрабатываемые (опережающая отработка нижнего рудного
тела). Если число рудных тел больше двух, возможны комби-
нации этих вариантов. При планировании и ведении очистных
работ надо учитывать расположение всех рудных тел в свите.
По условиям устойчивости обнажений в очистных выработках
надработка предпочтительнее подработки при любом взаимном
расположении в разрезе рудных тел.

4.	Взаимное вредное влияние фронтов очистных работ прояв-
ляется в наложении зон опорного давления верхнего и нижнего
рудных тел и подработке нижним верхнего. Таким образом,
очистной забой по нижнему телу не должен попадать в зону опор-
ного давления от верхнего очистного забоя, а последний не дол-
жен попадать в зону растягивающих деформаций при сдвижении
пород, подработанных нижним телом.

Зону влияния опорного давления можно ограничить линией,
проведенной от очистной выработки в сторону выработанного
пространства под углом фо к горизонту. За границу влияния
подрабатывающего очистного забоя (впереди него) можно при-
нять линию, проведенную под граничным углом сдвижения 6
в сторону массива, а позади очистного забоя—линию, про-
веденную под углом полкой^Ш)Дряб.атки^ф в сторону выработан-
ного пространства.

5.	Расстояние D между очистными забоями (фронтами очист-
ных работ, рис. 29) при надработке определяется из выражений

D D' = £/irctg ip2;

D > D" = v/bdgfi + 2/,
a

Рис. 29. Взаимное расположение очистных выработок при раз-
работке различных промышленных типов руд

где D'\ D" — соответственно минимальное расстояние между
фронтами (в метрах), определяемое по фактору надработки и
подработки; Z/zi—расстояние по вертикали между почвами над-
рабатывающего и надрабатываемого рудных тел (2Л|	150 м);

2/ь — расстояние по вертикали между кровлями надрабаты-
ваемой и надрабатывающей выработок.

Расстояние между очистными забоями при подработке опре-
деляется из выражения:

D > D'" =	(8)

где Х/?з — расстояние от почвы подрабатывающего до кровли
подрабатываемого рудных тел.

Максимальное опережение фронтов очистных работ при от-
работке совместно залегающих рудных тел не лимитируется,
однако следует иметь в виду: чем больше расстояние между
очистными забоями в смежных рудных телах, тем выше уровень
напряжений в окрестностях отстающего очистного забоя.

Не рекомендуется отрабатывать встречными фронтами очист-
ных работ рудные тела, совмещенные полностью или частично
в плане и отстоящие друг от друга по высоте до 150 м, особен-
но на потенциально удароопасных участках.

6.	В выработанном пространстве надрабатывающих или под-
рабатывающих рудных тел нельзя оставлять: 1) неотработанные
участки (целики) рудные или безрудные; 2) при сложной конфи-
гурации рудных тел безрудные участки по над- или подрабаты-
вающему рудному телу, оконтуренные с трех сторон вырабо-
танным пространством (закладочным массивом), расположен-
ные над или под отрабатываемым во вторую очередь рудным
телом.

11.	Порядок отработки и параметры выработок защитного слоя
(подрабатывающего горизонта)

1.	Защитный слой отрабатывают, как правило, у кровли
рудной залежи с опережением (смещением в плане) по отноше-
нию к очистным, нарезным и подготовительным выработкам на.
надработанных участках.

2.	Величина опережения защитного слоя относительно па-
раллельных фронту очистных и нарезных выработок в надрабо-
таниом массиве и величина смещения защитного слоя в сторону
отстающей панели по отношению к подготовительным выработ-
кам определяется согласно рис. 30 и 31.

Величину опережения и смещения защитного слоя рассчи-
тывают также по формуле:

W2-")+tga'	(°)

где /р — ширина резервной полосы у защищаемой выработки, м
(принимать не менее 4 м); тв—вертикальная мощность рудного
тела, м; — угол защиты (откладывается от линии паденйя
кровли рудного тела, ф2=60°); ос —угол падения рудного тела
по кровле, принимаемый со знаком « + » при подвигании фронта
работ по падению и со знаком « —» по восстанию.

Рассчитанную величину /зс корректируют в ббпьшую сторону,
так, чтобы она была кратной ширине очистной выработки в за-
щитном слое.

3.	Защитный слой отрабатывают заходками с разделением
на секции, ширина которых определяется углом падения (вос-
стания) у контакта рудной залежи с кровлей и кратна ширине
очистных выработок на защищенных участках. Разрыв сплош-
ности между секциями защитного слоя во всех случаях не дол-
жен превышать 3 м по вертикали и горизонтали. При разрыве
сплошности рудную часть целика разуплотняют, а породную
закрепляют.

4.	Заходки в защитном слое ориентируют параллельно, пер-
пендикулярно и диагонально очистным выработкам на надрабо-
танных участках. В первом случае длина заходок определяется
Рис. 30. Схемы защиты при развитии горных работ:

а —план работ по защитному слою; б и в — соответственно при восходящем и
нисходящем порядках выемки; г—при камерной выемке

Рис. 31. Схема для определения величины
опережения защитным слоем
шириной панели или секции панели (при уступном фронте). В ос-
гальных случаях с таким расчетом, чтобы опережение фронта
по подкровельному слою не превышало 40 м (рационально не
более 40 м) фронт работ на надработанном участке. Возможно
гакже комбинированное направление заходок; перпендикулярно
или диагонально направлению очистных выработок в основных
слоях — у границ панели или вблизи крупных тектонических
нарушений и параллельно на остальной части панели. В данном
случае длину заходок, перпендикулярных или диагональных
фронту, принимать 30—60 м, а параллельных 60—80 м.

При отработке защитного слоя без закладки заходки ориенти-
руются только параллельно очистным выработкам защищаемого
участка (см. рис. 20).

5.	Заходки защитного слоя проходятся вприсечку к масси-
ву закладки или по камерно-целиковой схеме (с оставлением
временных рудных или рудопородных целиков). В первом случае
заходки проходят с подвиганием забоев «в лоб», во втором —
с подвиганием забоев «в лоб» или путем взрывания зарядов
ВВ через ленточный целик методом недозаряжания. На почве
заходок оставляется подушка горной массы толщиной нс менее
0,3 м, необходимая как для предотвращения разрушения искус-
ственной кровли при выемке руды поздней, так и для повышения
деформационной способности защитного слоя.

6.	При отработке защитного слоя с твердеющей закладкой
используются четыре технолого-геомеханические схемы, раз-
личающиеся по характеру перераспределения нагрузок на опор-
ные элементы (рис. 32 и табл. 8). Вследствие невыдержан-
ного контакта кровли залежи сплошных руд перспективны соче-
тания различных технолого-геомеханических схем отработки за-
щитного слоя и модификации отдельных схем с отступающей
отбойкой сплошной руды из кровли заходок.

7.	Заходки защитного слоя должны быть заложены не позднее
чем через 3 мес после их проходки. Вследствие этого их проводят
без применения дорогостоящих поддерживающих крепей. Осо-
бенно внимательно следует выбирать параметры заходок и
опорных элементов, позволяющие устанавливать одну штанговую
крепь и усиливать ее лишь на локальных участках.

8.	При выборе параметров заходок и опорных элементов сле-
дует учитывать, что на их устойчивость в значительной мере
влияют тектонические нарушения (I — III порядков), а также пе-
ресекающиеся нарушения вблизи фронта отработки защитного
слоя.

Если такие нарушения находятся ближе 16 м от фронта
работ, то при выемке запасов защитного слоя целесообразно ис-
пользовать схемы, допускающие проводить только одну заходку,
но исключающие расширение заходок и увеличение их высоты.

9.	Высота заходок защитного слоя рекомендуется 3,5—4,5 м.
В слабо-, средне- и сильнонарушенных рудах и породах высота
Рис. 32. Технолого-геомеханические схемы формирования защитного слоя:
а —с последовательным проведением заходок; б — с проведением заходок по камерно-целнковой
схеме; в — с оформлением разгруженных рудопородных целиков; г —с расширением заходок
Технологические особенности	Геомеханнческие особенности	Пути повышения эффективности
Последовательное проведение заходок, кратных по ширине секциям, вприсечку к.массиву закладки  Проведение одной- двух заходок, кратных по ширине секциям, по камерно-целиковой схеме  Проведение одной- двух заходок, заглуб- ленных в породы кров- ли с оформлением вре- менных рудопородных целиков. Рудная часть разуплотнена и разме- щена в защитной по- душке, а породная закреплена Проведение заходок с последующим рас- ширением	Проведение заходок в раз- рушающемся горном масси- ве на границе с зоной макси- мума опорного давления, сопровождающееся резкими перегибами кровли в про- . цессе проведения заходок Оформление временных це- ликов и выемка их запасов при повышенной нагрузке, обусловленной деформиро- ванием пород налегающей толщи боковым отпором за- твердевшей закладки в смежных заходках Оформление и эксплуатация временных целиков, пород- ной части которых придана повышенная жесткость пу- тем закрепления и размеще- ния в затвердевшей заклад- ке, а рудной части — запре- дельная стадия деформиро- вания  Так же, как при схемах а и б (рис. 32) в зависимости от места расположения заходки	Опережающая разгрузка рудного, породного массива  Сужение фронта работ, раз- уплотнение горного массива у почвы стенок опережаю- щих выработок  Опережающая разгрузка призабойного рудного мас- сива, использование твер- деющей закладки с норма- тивной прочностью, соответ- ствующей ширине заходок; увеличение податливости за- щитной подушки  Опережающая разгрузка призабойного рудного мас- сива, уменьшение расшире- ния заходок за один прием, оформление временных столбчатых целиков с тща- тельным закреплением кровли

заходок на расстоянии свыше 16 м от субпараллельных им
тектонических нарушений II порядка и пересекающихся III по-
рядка может быть увеличена до 7 м.

10.	.Ширина заходок зависит, главным образом, от нарушен-
ное™ пород (руд) их кровли. Практический опыт, эксперимен-
ты и наблюдения позволяют рекомендовать следующие параметры.

При высоте заходок до 4,5 м:

в слабо-, средне- и сильнонарушенных породах и рудах со-
ответственно до 8; 6 и 5 м;

в средне- и сильнонарушенных породах при наличии текто-
нических нарушений с зоной дробления мощностью до 0,5 м, за-
полненной рыхлым материалом, не более 5 м;
то же при тектонических нарушениях с зоной дробления мощ-
ностью более 0,5 м, заполненной рыхлым материалом, и в весьма
сильнонарушенных породах и рудах — не более 4 м.

В слабо-, средне- и сильнонарушенных породах и . рудах,
а также при тектонических нарушениях в кровле с зоной дробле-j
ния мощностью до 0,5 м, заполненной рыхлым материалом, или,.,
серией тектонических нарушений с зоной дробления мощностью
до 0,1 м допускается расширение заходок соответственно до 12,
10 и 8м.

При высоте выработок защитного слоя до 7 м:

в слабо- и средненарушенных рудах и породах — не более 8 м;

в сильнонарушенных рудах и породах — не более 5 м.

11.	Ширину неразгруженных временных целиков при прове-
дении заходок не следует принимать более 4 м. При условии
опережающего разуплотнения при почвенных участков целиков
ширина последних может быть увеличена. На локальных участках
допустимо оформлять целики до 8 м при общей ширине разуплот-
ненных участков в их поперечном сечении не менее 5 м.

12.	Кровлю заходок в слабо и средненарушенных породах
и рудах поддерживают по паспортам, утвержденным главными
инженерами рудников (шахт). Для крепления кровли (а в отдель-
ных случаях и рудонородных стенок) заходок применяют желе-
зобетонные (полимерные, сталеполимерные) штанги, которые уста-
навливают крутонаклонно с отставанием от забоев выработок
или наклонно с опережением по отношению к забоям с учетом
шага подвигания забоя, толщины несущего слоя и заглубления
за образующую зоны разгрузки.

Примерные параметры крепи заходок сведены в табл. 9 и 10.

12.	Нисходящий порядок выемки слоев

1.	Сущность нисходящего порядка выемки слоев заключается
в том, что рудное тело по мощности разделяют на горизонталь-
ные (слабонаклонные) слои, которые отрабатывают заходками
(одновременно или последовательно) независимо друг от друга
с некоторым опережением верхними нижних (см. рис. 14). Нисхо-
дящий порядок выемки слоев можно применять для разработки
руд любой нарушенности, залегающих на любых глубинах.

Преимущества нисходящего порядка выемки слоев в том, что
он применим в любых условиях; все слои, кроме первого, нахо-
дятся в разгруженной (надработанной) зоне; уменьшается, по
сравнению с восходящей выемкой, изрезанность рудного массива
подготовительными выработками из-за применения слоев боль-
шей высоты; повышается, по сравнению с восходящим порядком,
производительность панели, так как вовлекается в одновремен-
ную работу больше очистных забоев.

К недостаткам нисходящего порядка отработки слоев отно-
сятся: большее, по сравнению с восходящей выемкой, время для
Категория нарушен ности пород (руд)	Ширина за ходки, м	Параметры штанговой крепи		Отставание крепи от забоя к моменту его подвигания, м
		Дл ина не менее, м	Сетка штангованпя. м	
Средняя*	До 5 Более 5	17—1.8  1.8—2,2	(0,8— 1) X X (0,8-1)	До 0,8
Сильная	До 5 Более 5	17—1,8 2—2,2	(0,5—07) X  X (0,5-07)	0,5- 0,8
Весьма сильная**	До 4	17-2,2	0,5 X 0,5	По забой

* В породах, ксенолитах пород, вкрапленных и «медистых» рудах.

** Набрызг-бетон толщиной 0,5—1 см наносят с отставанием от забоя не более 5 м; в 15 м от
забоя на штанги навешивают крупноячеистую сетку (решетку), и толщину набрызг-бетона доводят
до 2—3 см.

Таблица 10

Категория нарушенностн пород (руд)	Ширина заходкн, м	Длина штанг не менее, м	Угол установки штанг, градус	Расстояние между штангами, м		Отставание к моменту подвигания з а бо я,м
				в ряду	между рядами	
Средняя*	5  Более 5	17—1,8  2—2,2	45—55	0,9—1  0,9—1	Шаг по- двига- ния за- боя	До 0,2
Сильная	5  Более 5	17-1,8  2—2,2	55—65	07—0,8	»	До 0,2
Весьма сильная**	До 4	2—2,2	у 50—60 и  25—35	0,5—0,7	»	До 0,2

* См. сноски к табл. 9.

достижения максимальной производительности панели; зна-
чительный удельный объем нарезных работ при проходке в каждой
заходке разрезных штреков; высокие требования к прочности
закладки и технологии закладочных работ при формировании
несущего слоя (пачки слоев) искусственной кровли; сложность
схемы проветривания заходок.

2.	Для разработки рудных залежей (участков) с углом паде-
ния более 10° можно применять вариант сплошной слоевой систе-
мы с поперечно-наклонным расположением слоев, отрабатываемых
в нисходящем порядке (рис. 33).

При этом варианте рудное тело разделяют плоскостями на
наклонные слои под углом, на 1—2° превышающим угл расте-
кания закладочной смеси. Слои могут наклоняться по восстанию
9

Рис. 33. Сплошная слоевая система разработки с твердеющей закладкой и1
выемкой поперечно-наклонными слоями в нисходящем порядке:

/—слон; 2 —откаточная выработка; 3 т- рудоспуск; 4— слоевой доставочный штрек; 5 — съезд;1
6 — слоевой вентиляционный штрек; 7 — вентиляционная сбойка (съезд); 8 — вентиляционный восстаю-
щий; 9 — вентиляционно-закладочная выработка (уклон)

(см. рис. 33), либо по падению. Слоевые доставочные и венти-
ляционные штреки располагаются у висячего и лежачего
боков.

Преимущества поперечно-наклонных слоев: простота схем
подготовки и вентиляции, гибкость, высокая концентрация работ
и производительность этажа и все достоинства, присущие нисхо-
дящей выемке слоев. Недостаток — трудности в извлечении за-
пасов в треугольниках у лежачего и висячего боков.

3.	Расстояние между очистными выработками в соседних слоях
принимают, исходя из следующего:

вредное взаимное влияние выработок как по статическим,
так и по динамическим нагрузкам и деформациям должно быть
минимальным;

уровень напряжений в нижележащих слоях тем выше, чем
больше расстояние между очистными выработками в соседних
слоях;

сочетание скоростей подвигания фронта очистных работ в слое
и набора прочности закладкой должно быть таким, чтобы прбч-
ность закладки в искусственной кровле очистной выработки
соответствовала нормативной.

Учитывая изложенное, принимают расстояния между соседни-
ми стенками очистных выработок в смежных слоях 8—24 м.
Принципиальная схема развития очистных работ при нисходя-
щей выемке показана на рис. 34.

4.	Высоту слоев выбирают в зависимости от размеров и тех-
нических характеристик буровых и кровлеоборочных машин так,
чтобы обеспечить производительную работу забойного оборудо-
вания и устойчивость рудной стенки очистной выработки (устой-
чивость искусственной стенки обеспечивается выбором нормативной
54
Рис. 34. Сплошная слоевая система с выемкой слоев сверху вниз (а = 15°- т„ = 25 м- S —7*8 м- U — I/ ко >./
цифрами показаны текущие месяцы ведения очистных раб^ в заГодк*) ’	~	= ™ “/МеС;
прочности твердеющей закладки). По условиям устойчивости
рудной стенки рекомендуемая высота очистных выработок при-
ведена в табл. И, где трещины и тектонические нарушения,)
соответственно обозначены Т и TH.

Ширина очистных выработок определяется: в верхнем слое-
нарушенностьк) пород кровли, в нижележащих слоях — структу-
рой и прочностью твердеющей закладки (см. разд. 18).

Таблица II.

Ориентировка выработки кТ я TH	Нарушенности руд (пород)	Высота очистной выработки не более, м	
		при вертикаль- ных стенках	При рудной (породной) стенке, заотко- шенной в сто- рону массива под углом 65-75°
Субпараллельно к простиранию Т и TH, падение Т и TH на рудный массив	Слабая и средняя	10	12
	Сильная	8	10
Субпараллельно к простиранию Т и TH, падение Т и TH на очистное пространство	Слабая и средняя	8	10
	Сильная	6	8
Субнормально к простиранию Т и TH	Слабая и средняя	12	--
	Сильная	10	10
Ориентировка любая	Весьма сильная	4	6

5.	Надежное подбучивание кровли получают, придавая
очистным выработкам уклон на 1—2° больше угла растекания
закладки. Разность отметок почвы соседних заходок, подрабаты-
ваемых впоследствии одной очистной выработкой нижележащего
слоя, не должна превышать ±0,4 м. Это требование не отно-
сится к самому нижнему слою, если почва рудного тела представ-
лена пустыми породами.

6.	Толщину целика (потолочины) между кровлей слоевой
выработки и почвой вышерасположенной заходки рассчитывают
как балку-полоску, зажатую на опорах, нагруженную собствен-
ным весом и равномерно распределенной нагрузкой, образуемой
отбитой в вышерасположенной заходке рудной массой, и опре-
деляют из уравнения:

о“з >	,	(10)

где Онз— предел прочности сплошной руды в массиве при изгибе,
МПа; К" — коэффициенгзапаса прочности при изгибе; ур — объемный
вес сплошной руды, мн/м3; hn— толщина потолочины, м; /?ор —
голщина^ пригружающего потолочину слоя отбитой рудной мас-
гы, м; Kp—коэффициент разрыхления отбитой рудной массы.
При ур = 4,2-10-2 мн/м3; Ь = 5 м; К" = 3; /zop = 1,5 и о^3 = 2МПа,
hn.^ 1,7 м.

Учитывая сейсмическое действие взрывов на потолочину при
отбойке руды в вышерасположенной заходке, минимальную
толщину потолочины рекомендуется принимать в слабо- и средне-
нарушенных рудах 2,5 м и в сильнонарушенных — 3 м.

При меньшей толщине потолочины слоевую выработку в зоне
отрабатываемой заходки поддерживают по локальным проектам
рудника.

7.	Руду в заходках отрабатывают тупиковыми забоями либо
с предварительной проходкой разрезной выработки. Разрезная
выработка (в слоях ниже первого) может проводиться парал-
лельно с отработкой соседней заходки при опережении ее забоя
не менее чем на 10 м и ширине целика между ними не менее 3 м.
Допустимо одновременно проводить две разрезные выработки
в защищенной зоне с опережением забоя разрезного штрека,
смежного с отрабатываемой заходкой, не менее чем на 10 м и
ширине целика между штреками не менее 3 м.

8.	Толщину рудной потолочины разрезных выработок шири-
ной до 4 и 6 м (под искусственным массивом) в слабо- и средне-
нарушенных рудах принимают соответственно не менее 2^ и 2,5
и в сильнонарушенных соответственно не менее 2,5 и 3 м. В «раз-
дробленных рудах заходки отрабатывают без проведения разрез-
ной выработки.

13.	Восходящий и комбинированный порядки выемки слоев

1.	Сущность варианта с восходящим порядком выемки слоев
состоит в том, что рудное тело в пределах панели разделяют
на вертикальные (крутонаклонные) полосы (ленты), которые
отрабатываются слоями снизу вверх. Как правило, между кровлей
слоя и поверхностью закладки оставляют свободное так назы-
ваемое «технологическое пространство» (см. рис. 14).

Восходящий порядок выемки слоев можно использовать при
разработке слабо- и средненарушенных руд на глубинах до
800 м. Допустима выемка слоями снизу вверх, если в отраба-
тываемой ленте встречаются участки сильнонарушенных руд
длиной не более 14 м, причем расстояния между такими участками
не менее 16 м.

Преимущества восходящего порядка выемки: сравнительно
небольшая продолжительность развития работ в панели; воз-
можность одновременно осуществлять в очистной выработке бу-
рение, погрузку и доставку руды; невысокие требования к проч-
ности закладки, обнажаемой только в стенке и почве очистной выра-
ботки; сравнительно простые схемы подготовки и проветривания.
Недостатки варианта: применение ограничено определенным^,
величинами пролетов и глубинами разработки из-за разрушений
руды в стенке очистной выработки и консольно-нависающе^
массиве; невозможно использовать в сильнонарушенных рудах^
сравнительно невысокая производительность панели из-за ограни!
ченного числа одновременно' действующих забоев.

2.	Учитывая господствующее направление трещиноватости
сплошных рудах, можно улучшить состояние рудных обнажени|
при восходящей выемке слоев^ отклонив рудную стенку от вер|
тикали в сторону массива на 15—20° и придав соответствующий
наклон рудной потолочине (рис. 35).

Рис. 35. Сплошная слоевая система раз.
работки с твердеющей закладкой и выемко^
наклонных полос слоями снизу вверх

Придание совместного наклона полосе и нижней кромке сни-
жает концентрацию напряжений во всех элементах уступа и де-
лает более равномерным их распределение, практически исклю-
чает возможность скола уступа по плоскостям' естественных
ослаблений. Горизонтальная составляющая напряжений уве-
личивается, вызывая существенное повышение устойчивости обна-
жений.

Недостаток этого варианта — наклон искусственной стенки е
сторону очистного пространства.

3.	Сущность комбинированного порядка выемки слоев заклю
чается в том, что верхний (подкровельный) слой отрабатывают
с опережением, а остальную часть рудного тела — аналогиям
варианту с восходящим порядком выемки (см. рис. 16).

Комбинированный порядок выемки слоев можно применят!
при отработке слабо- и средненарушенных руд и при сильно
нарушенных и раздробленных породах кровли (см. такж<
п. 1 разд. 13). Этот вариант возможен также при разработю
участков, где в нижней части рудного тела залегают слабо- ил1
средненарушенные, а верхней — сильнонарушенные руды. В такси
случае сильнонарушенные руды отрабатывают нисходящим!
слоями, а слабо- или средненарушенные — восходящими.

Надработкой рудного тела верхним (защитным) слоем, рас
положенным, как правило, в наиболее нарушенных порода
кровли и рудного тела, очистной забой разгружается от повышен
ного горного давления, призабойная часть сплошных ру,
приводится в неудароопасное состояние, и существенно умень-
шается влияние прогиба пород кровли на рудную консоль. За
счет комбинированного порядка расширяется область применения
технологии восходящей выемки, однако остаются недостатки
этого варианта, кроме первого (см. п. 1 разд. 13).

4.	Толщина отбиваемого слоя определяется типом буровых
машин, а общая максимальная высота незаложенной очистной
выработки — устойчивостью рудной стенки очистной выработки
и типом буровых и кровлеоборочных машин. По условиям устой-
чивости высота рудной стенки очистной выработки не должна
превосходить Юм.

5.	Основным параметром, определяющим безопасность
4 эффективность применения восходящего и комбинирован-
ного порядка выемки слоев, является ширина отрабатывае-
мой ленты. На основании анализа результатов опытно-промыш-
ленных испытаний следует принимать ширину ленты:

на руднике «Комсомольский» 12 м в слабонарушенных ру-
дах и 10 м — в. средненарушенных; при средней нарушенное™
допускается на локальных участках увеличение ширины очистной
выработки до 12 м при длине таких участков не более 20 м и рас-
стоянии между ними не менее 15 м;

на рудниках «Октябрьский» и «Таймырский» — не более 8 м.

6.	При ослабленном контакте руды и пород кровли* толщину
подкровельного слоя рекомендуется определять по формуле:

/icj] = Зур Кз О) / ^из^из ,	( 11 )

где ур — объемный вес руды, МН/м3; Хиз— коэффициент струк-
турного ослабления при изгибе; оиз—предел прочности образцов
при изгибе, МПа;

О) = 1 -

где Е3 / Ер — отношение модулей деформации ТЗ и руды.

Примечание. Для комбинированного порядка = ур (1 4- Кп)\ Кп =0,5—I.

При изгибе рекомендуется принимать коэффициент запаса —
.2^3 и структурного ослабления 0,2. Если ур =4,2-10~2 МН/м3;
/ = 8 м; Кз =3; Хиз =0,2; оиз =2,1 МПа и Е3 / Ер = 1 / 5... 1 / 10,
то подкровельный (последний) слой при ослабленном контакте
должен быть не тоньше 3 м.

Если перед отбойкой предпоследнего слоя окажется, что тол-
щина остающегося подкровельного слоя меньше расчетной, то
последний полагается отрабатывать совместно с предпоследним.

* Ослабленным следует считать контакт с прочностью связи на разрыв
меньше 0,2 МПа; тектонические зоны; зоны повышенной трещиноватости; кон-
такты с ослабляющими минералами (хлорит, серпентин, тальк и т. п.); между
рудой и закладкой (комбинированный порядок).
Допустимая ширина выработки определяется н а рушен н остью-
кровли или фактической прочностью закладки.

При спаянном, ненарушенном контакте руды и пород кровля-
толщина подкровельного слоя не нормируется.

7.	При комбинированном порядке выемке слоев толщину
последнего слоя с учетом пригрузки его закладкой рекомендуете^
принимать по табл. 12.

Таблица И:

Ширина очистной выработки, м . . . .	4	6	8	10
Минимальная толщина рудного слоя под искусственной кровлей, м ..*...	2	2,5	3,5	4,5

Примечание. При наличии в слое участков сильнонарушенных руд (см. n. I разд. 13?,
минимальную толщину рудного слоя над выработками шириной 4. 6. 8 м увеличить соответ-
ственно до 2.5, 3 и 4 м.

8.	Толщину слоя под искусственной кровлей, контактирующего^,
боковыми сторонами с закладкой, в слабо- и средненарушен-;
ных рудах и при ширине очистных выработок 6 и 8 м принимать;
соответственно 3 и 4 м. Если в слое есть участки силы-юнару^
шейных руд (см. п. 1 разд. 13), то его минимальную тол щи на-
следует увеличить па 0,5 м.

9.	Две соседние ленты отрабатывают одновременно, соблюдая
следующие условия:

— разность отметок почвы очистной выработки предыдущей
и кровли последующей лент должна составлять не менее 3,5‘м;:

— превышение почвы слоя отрабатываемой ленты (заладочт
ного массива) над кровлей пройденного вприсечку с закладочным:
массивом разрезного штрека в смежной подготавливаемой-
лепте должно быть не менее 3 м;

— кровля разрезного штрека, проводимого в смежной ленте;
с оставлением у закладочного массива целика шириной не менее:
2 м, не должна быть выше почвы слоя в отрабатываемой ленте,?

10.	Одновременная отработка двух лент, через искусственный!
целик шириной не менее 7 м, допускается при условии, что почва!
очистной выработки в одной из них будет не ниже уровня кровли
другой.

11.	При слабой и средней нарушенности пород кровли под-:
кровельный слой (восходящий порядок) отрабатывают по обыч-:
ной технологии, принятой для основных слоев, с поддержанием
кровли в зависимости от ее состояния по паспорту рудника.
В сильнонарушенных и раздробленных породах подкровельныя
слой отрабатывают тупиковыми забоями при подбученной почве
слоя. Подкровельный слой можно отработать двумя забоями
одновременно: от середины к границам панели или от гранит
60
к середине (встречными забоями). Очистные выработки распо-
лагают либо вприсечку с закладкой, либо через целик шириной
3-—4 м (табл. 13).

В случае необходимости отработка подкровельного слоя
может отставать от отработки основных слоев лент.

Таблица 13

Категория нарушенности пород кровли	Ширина очистной выработки, м	Глубина штанговзния, м	Сетка штанго- вания. м	Набрызг- бетон, мм	Допустимое отставание крепи от забоя на момент взрыва, м	
					железо- бетонных штанг	набрызг- бетона
Сильнона- рушенные	Не более 5	1,7-1,8	(0,5-0,7) X X (0.5-0,7)	При не- обходи- мости	2,5	10
Раздроб- ленные	4	1.7—2,2	0,5 X 0,5	2—3	По забой	5

Примечания: 1. Железобетонные штанги устанавливают в соответствии с характером блочной
структуры пород кровли и направлением основных трещин. 2. В раздробленных породах набрызг-
бетон толщиной 0,5—1 см наносят с отставанием от забоя не более 5 м; в 15 м от забоя на штанги
навешивают решетку и толщину набрызг-бетона доводят до 2—3 см.

12.	Принципиальная схема развития очистных работ при
комбинированном порядке выемки слоев показана на рис. 36
(принято время полной отработки слоя 1 мес.).

14.	Система разработки с временными целиками

1.	Очистная выемка с использованием вариантов рассматри-
ваемой системы разработки включает извлечение запасов пере-
довых лент составлением временных целиков между ними, сох-
ранение транспортных артерий в панельных целиках и плано-
.мерную отработку оставленных целиков в процессе подвигания
фронта работ. Ширина участка (фронта) очистных работ на
фланге панели не должна превышать 72 м, *а с учетом защитного
слоя 96 м. Принципиальные схемы развития очистных работ
; при выемке восходящими слоями спаренных лент, разделенных
рудными целиками, показаны на рис. 37.

,	2. В более благоприятных условиях при системе разработки

; с временными целиками находятся очистные выработки опере-
жающих лент. Параметры этих выработок выбирают такими же,
к как при восходящей и комбинированной выемке слоев.

f. 3. Наиболее ответственными конструктивными элементами
Г всех вариантов данной системы разработки являются временные
^целики. Частота их оформления зависит от мощности рудной
^залежи. При мощности рудной залежи свыше 1_5 м целесо-
образна одновременная отработка спаренных лент (полос) между
^.оформляемыми целиками (см. рис. 24, 25, 37); при меньшей

Принципиальная схема развития очистных работ по восстанию при
низу вверх спаренных лент и временных целиков на участках с дискрет-
ным защитным слоем

:ти — отработка одиночных лент (камерно-целиковая
рис. 26).

{аряженное состояние временных целиков зависит от. глу-
>рных работ, пролета подработки, ширины лент, количества
еменно отрабатываемых лент и оформляемых (эксплуати-
) целиков, а также от жесткости последних.

|ряжения во временных целиках, ближайших к массиву,
]яемых без мероприятий по разгрузке, могут быть близки
лчине к значениям в точке максимума опорного давления
ктонически спокойных участках оР — (2,5—3) уН. Напря-
в таких же целиках во втором от рудного массива ряду
упругом деформировании могут увеличиваться в 1,5—2,
пьем — в 3—4 раза.

и при камерно-целиковом порядке разработки уменьшить
сть целиков второго ряда от рудного массива, увеличив
юту в 1,5—2 раза по сравнению с целиками первого, то
обеспечить уровень напряжения в целиках второго ря-

-3,5) уН.

>тикальная составляющая ог (в МПа) для СВР рудника
эмольский» (/7 = 580 м, у = 2,7 • 10”2МН) при коэффи-
х концентрации 2; 2,5; 3 и 3,5 будет соответственно равна
47 и 55 МПа. Удельная несущая способность ОсЖ целиков
ой а = 8 м, о?ж = 50 МПа и Кф = 0,6 + 0,4а / h составит при
: целика 10, 15, 20, 25 м — соответственно 46, 41,38, 36 МПа.
Следовательно, на СВР рудника «Комсомольский» лишь це-
лики высотой до 15 м имеют удельную несущую способность,,
соответствующую напряжениям при коэффициенте концентрации
до 2,5. Это еще раз подтверждает необходимость мероприятий
по разгрузке временных ненадработанных целиков.

5.	Чтобы наиболее эффективно обеспечить упругое дефор-
мирование временных эудных целиков и плавное оседание на-;.
летающих пород, следует применить надработку. целиков за?
щитным слоем и особенно сплошным. Однако ТЗ может сопро^:
тивляться повышенным напряжениям в режиме близком к ком-
прессионному. Во избежание разрушения закладки в защитном
слое из-за проявления градиента напряжений, запасы лент, смеж-,
ных с временными целиками, следует дорабатывать только после*
подработки этих целиков. Подсекать и отрабатывать запасы
временных рудных целиков возможно, если соблюдать следую-
щие условия:

/Ц / h > 2ур« / (Jeu,	(12)

где — суммарная высота поверхности контакта целика
с твердеющей закладкой, м; .осц — сцепление закладки на поверх-
ности контакта с целиком, МПа.

По опыту горных работ на руднике «Октябрьский», пре-;
вышение почвы очистных выработок, смежных с оформляемым
рудным целиком, и кровли очистной выработки при восходящей!
отбойке запасов этого целика, должно быть не менее 10 м.

При отработке временного целика камерой отбойку руды
в нем начинают после полной выемки запасов и закладки смеж-
ных с ним спаренных лент.

6.	Ширину временных рудных целиков принимают в пределах
6—8 м, учитывая массу заряда ВВ в ступени замедления по
поперечному сечению смежных очистных выработок при ркр =
— 0,5—0,7. В некоторых случаях для сохранения транспортных
уклонов и штреков, параллельных фронту работ, ширину вре-
менных рудных целиков допускается увеличить до 16 м.

7.	Отработка оформленных временных рудных целиков требует
оставлять к ним подходы. Сохраняемые для подходов к этим
целикам нормальные фронту транспортно-вентиляционные выра-
ботки располагаются в подработанных или надработанных непе-
рекрывающихся в плане целиках, панельных целиках (рудных
откосах). Нагрузки на эти целики определяют из выражения:
P.-yUL.K. ,(l+(-k_|)[(13)

где — расстояние между осями целиков, м; Кн — коэффициент
нагрузки, отношение пролета подработки к глубине работ,
/?н — 0,6—1,0; пц—количество неперекрывающихся целиков по
высоте залежи.
15. Сплошная камерная система разработки

I сплошной камерной системе разработки люди не долж-
1ться в очистном пространстве. Требования к состоянию
й. в очистных выработках менее жестки, чем для рас-
ях систем разработки, но должна быть обеспечена
устойчивость выработки ПТГ, поддерживаемых цели-
ной связи сплошная камерная система может быть эф-
ft только при выполнении опережающей надработки.
фежающая надработка ведется без закладки или
кой выработок защитного слоя согласно положениям
При надработке с выемкой запасов защитного слоя
адки на НГ оформляются рудные или рудонородные
ериодического профиля. Грузонесущие участки таких
щлжны иметь площадь до 18 м2 при размере по нормали
работ не более 4,-5 м и соединяться рудными или рудо-
1и перемычками шириной не более 2 м. Во избежание
х разрушений грузонссущих элементов опережение фрон-
по НГ не должно превышать 24 м, а модуль деформации
з должен быть не более 1 ГПа.

статочная степень разгрузки и надежная устойчивость
ПТГ достигается тем, что их оформляют только на
, где напряжения в призабойном рудном массиве меньше
мых в оформленных целиках ПТГ по крайней мере
[ину 0,5 (SJ/3Mac);	— площадь поперечного сечения

ПТГ, м2; Змас—площадь надработанного массива, пере-
нагрузку на целики ПТГ, м2. В этом случае целики
учают возможность воспринимать нагрузки в упругой
сформирования при податливых опорных элементах НГ,
ируемых под защитой нетронутого рудного массива,
я применения сплошной камерной системы разработки
ьно следующее условие:

ЕЦЗ^ / h"

1,5ЕН3Н / 1гц

(14)

Г5Е..ЗЖ / E"h^

(15)

S

п
Ц

Ен—модули деформации целиков ПТГ и опорных эле-
IT, ГПа; Зц и 31(— площади поперечного сечения целика
опорного элемента НГ, м2; и /гн — высота целиков
порных элементов НГ, м.

явая приведенное условие и технологичность горных ра-,
разгрузки призабойного рудного массива и целиков
бходимо уменьшить площадь поперечного сечения опор-
!ентов НГ и искусственно увеличить их деформационную
ють. Чтобы повысить устойчивость целиков ПТГ, следует
ъ их размеры, а следовательно, ширину камер.

фаметры целиков ПТГ при сплошной камерной системе
от на устойчивость при взрывании скважинных зарядов ВВ.
Безопасное расстояние от центра заряда до стенки целика, охра-
няющего действующую выработку ПТГ, определяют по формуле:'

Г с -’V Qkp / ркр ,	(16)

где QKp—критическая масса заряда ВВ в ступени замедления
кг; ркр--критическая приведенная масса заряда (ркр = 0,51-
0,8 кг/м).

В связи с указанным ширину камер следует принимать мак*
симально возможной, заряды в ступени замедления располагатв*
по длине камер; ширина выработок ПТГ должна быть мини-
мальной.

8.	Ширина камер при отработке защитного слоя без закладю
определяется устойчивостью пород кровли: при слабонару-
шейных породах —до 12 м, при средненарушенные — до 10 м.

9.	Ширина камер при* сплошном заложенном защитном слое
зависит от устойчивости искусственной кровли (см. разд. 18, п. 4)

10.	Шйрина камер при дискретном защитном слое с заложен-
ными заходками определяется шириной составляющих элемен-;
тов этого слоя и может достигать 12—14 м.

Высоту заоткошенных рудных стенок камер, Ак, т. е. рас-
стояние от кровли ПДТ до почвы НГ, выбирают, учитывая
опережение фронта рабо/г по НГ, из выражения:

, ion — (пц -р 1\а + 6) + ZP	/1

к	cos а [0,6 — ctg (6 ± а)] ’	.	' '

где Zon — величина опережения фронта по надрабатываемому го-
ризонту, м; иц—количество целиков ПТГ; а и b — размеры це
лика и параллельной фронту выработки ПТГ, м; 6 — угол заот
коски рудной стенки к горизонту; знак (-(-) при а ставится npi
подвигании работ по падению, а знак ( —) по восстанию.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ТВЕРДЕЮЩЕЙ ЗАКЛАДКЕ
ПРИ СПЛОШНЫХ СИСТЕМАХ РАЗРАБОТКИ

16.	Общие положения

1.	Закладка выработанного пространства — универсальны
способ управления горным давлением. Ее основное назначение-
уменьшить перемещения и деформации вмещающих пород, чтоб)
последние сохраняли механическую сплошность при обнажени
в рабочем пространстве очистной выработки на участке межд
рудным и закладочным или между закладочными массивам!

Основные требования к закладке — сохранение устойчивост
в обнажениях и создание необходимого подпора для поддержс
ния кровли в очистных выработках при горных работах. Сл<
довательно, ЗМ должен отвечать техническим условия*
66
введенным ниже, а закладочные смеси подбирают так, чтобы
1И минимальных расхождениях в характеристиках марочной и
фмативной прочности удовлетворяли техническим требованиям.

Пути достижения технических условий, методы определения
юбходимых характеристик и контроля за соблюдением их во
>емени и пространстве рассмотрены в «Методических указаниях
) определению нормативной прочности твердеющей закладки и
щнке прочностных свойств искусственных целиков» (Л.: ВНИМИ,
175), в «Технологической инструкции по производству закла-
дных работ на рудниках Норильского комбината» (Норильск:
ГМК, 1981).

2.	Технология возведения ЗМ должна исключать отклонение
актических показателей от нормативных более чем на 30% и
давление незаложенных пустот в кровле очистных выработок,
юме случаев, предусмотренных проектом. Незаложенные полости
кровле выработок (неровности, куполы и т. д.) не должны
эевышать 10% от площади одновременно закладываемого
щетка при максимальных размерах отдельных пустот в плане-
Хб м и высоте не более 1 м.

3.	Нормативной считается такая прочность ЗМ или его части
ри одноосном сжатии, при которой возможно безопасное обна-
:ение его горной выработкой заданных размеров.

В зависимости от характера обнажения закладочный массив
ожет работать на сжатие, изгиб или срез, однако для простоты
удобства контроля показатель нормативной прочности при
згибе и срезе приводят к показателю прочности при одноосном
жатии о’сжг. Прочность при изгибе о„з и при одноосном сжатии
закладка, применяемая в НГМК) в среднем находятся в соотно-
1ении:

оЪ = 0,4осж 	(18)

4.	Если позволяют геомеханические и технические' условия,
редпочтение следует отдавать разнопрочной закладке. Разно-
рочной закладкой считают ЗМ, возведенный из слоев различ-
ай прочности. Нормативную прочность малопрочной закладки
мз на момент ее обнажения стенкой очистной выработки реко
1ендуется определять по формуле:

«:.=«!/[ +'Ш'	(|9>

де О| — прочность закладки в упрочненной пачке слоев, МПа;
Fcp — требуемая нормативная прочность с учетом полной вы-
:оты обнажения (см. далее), МПа; h/h^3 — отношение общей
высоты обнажения слоев к высоте слоя малопрочной закладки.

5.	Из-за несовершенства технологии приготовления смеси и
закладки очистных выработок, возведенный ЗМ получается
слоистым с несогласным по отношению к почве и кровле очистной
выработки залеганием слоев, обусловленным разностью угловс
растекания закладки и наклона выработки.

Механические характеристики меняются внутри слоев, эти-
объясняется разными условиями твердения, непостоянством соф
става (’сходных материалов и сегрегацией смеси вдоль выра-;
боток. Более резко они меняются от слоя к слою, из-за указанных
ранее факторов, недостаточной технологической дисциплину
и несовершенной технологии приготовления смеси (рис. 38)

би.МПа\

ПТ

О --------:-------г

5

Т5

Рис. 38. Вариация прочности твердеющей закладки по высоте массива

(>. При необходимости ЗМ опробуется подробно, с определением'
механических показателей для всех слоев и по возможности
по всей площади заложенной выработки. Если разность в меха-
нических показателях невелика (коэффициент вариации /(в<30%),
то и.х усредненные значения определяют, как среднеарифмети-
ческое для примерно одинаковых по мощности слоев, или как
средневзвешенное по мощности слоя при резко отличающихся
мощностях слоев. При* резко различных механических показа-
телях и резком колебании мощности слоев (/(в> 30—35%)
средние механические характеристики вычисляют по формуле
Ф. П. Бублика, которую последовательно применяют ко все!1
пачке слоев.

=„,/[1 +(^- !)£].	(20!

где О] —прочность на сжатие первого слоя, средняя прочност)
предыдущих или равнопрочных слоев, МПа; о2—прочность н;
сжатие второго слоя, МПа; 7i2—мощность второго слоя, м
Л|—суммарная мощность рассматриваемой пачки, м.
Другая группа механических показателей — деформацион-
компрессионные и реологические характеристики закладки —
щляет общие перемещения и деформации вмещающих по-
а также распределение напряжений в рудном и закладоч-
лассивах на первоначальных стадиях ведения горных работ,
.показатели имеют решающее значение при горных работах
охраняемыми объектами (сооружениями на поверхности,
?мами, водоносными горизонтами, горными выработками и др.)

£> и з 11 к о - ме ха н и ческие характеристики т вер д еюща 7 з а к л а. д к и

. Физико-механические характеристики ТЗ зависят не только
эстава, водовяжущего отношения и условий твердения сме-
ю и от ряда других факторов. Важнейшие из них: время
ра прочности .(возраст закладки), влажность закладочного
ива и его пористость, деформация, полученная закладкой
ловиях компрессионного сжатия до ее обнажения в горной
1ботке.

. Увеличение водовяжущего отношения (осадка конуса
>йЦНИЛ, в см), улучшает транспортабельность смеси по
опроводам и ее растекаемость в выработках, но существенно
кает прочность на одноосное сжатие затвердевшего закла- *
юго массива и незначительно влияет на прочность при из-
(табл. 14, 15).

>. Кинетика набора прочности закладки (рис. 39) ограни-
1ет возможные скорости подвигания фронта очистных работ
висит от типа и расхода вяжущего. На графиках 1—4-—со-
дствует номерам составов по табл. 14, 5—6 — оптимальная
угика соответственно для восходящего и нисходящего пи-
ков отработки слоев. Желательно подбирать смеси с такой
этикой набора прочности, чтобы к моменту обнажения проч-
гь закладки составляла 0,8—0,9 ее максимального значения,
[ример, в наибольшей степени указанному требованию для
ходящего и комбинированного порядков выемки слоев отве.-
г состав Т—6 «Унипромеди» (см. табл. 14 и рис. 39).

4.	Прочность закладки на одноосное сжатие зависит от влаж-
ги образца. Эта -зависимость имеет сложный вид и различна
каждого типа закладки. Например, при переходе от воздуш-
ухого к полному влагонасыщению прочность снижается со-
етственно вдвое и в четыре раза для песчано-цементной и
идрито-щлако-це м е нт н о й з а кладки. 'ТГоэто м у при о пределе ни и
ктической прочности необходимо испытывать образец с влаж-
:тыо, близкой к этому показателю закладочного массива,
I вводить поправку на содержание влаги.

5.	Прочность закладки изменяется при деформировании
в компрессионном режиме (одномерная деформация О| > оо =
(У3^0; б| 0; 82 = 83 = 0). Между прочностью и дефор-
Таблица 14

Номер состава закла- дочной смеси, разработчик	Расход вяжущего, кг/м3					Расход заполнителя, кг/м3					
	Гран- шлак	Клинкер	Цемент мзоо	Ангидрит	Всего	Песок	Фракция дробленых пород, мм			Дробле- ный ан- гндрнт	Всего
							-2,5	—5	4-2,5 —  — 15,0		
1. УПСМ нгмк					40	560	600							—	1400	1400
2. УПСМ НГМК	300	120	—	180	воо	—	840	—	560	—	1400
3. Т.4 «УНИпромедь»	300	—	100	200	600	—	—	1400	—	—	1400
4. Т.6 «УНИпромедь»	50	—	100	450	600	—	— •	. 1400	—	—	1400
5. УПСМ НГМК	300	120	—	180	600	—	1400	—	—	—	1400
6. УПСМ НГМК	300	*120	—	180	600	—	—	1400	—	—	1400
7. УПСМ нгмк	—	—'	315	—	315	1350	—	—	—	—	1350
8. УПСМ НГМК	—	—	360	—	360	1310	—	—	—	—	1310
9. УПСМ НГМК	300	—	120	180	600	—	—	1400	—	—	1400

Таблица 15
тученной закладкой в компрессионном режиме (коэф-
компрессии), существует зависимость:

+	(21)

рочность сдеформированной закладки, МПа; о” —
закладки до нагружения, МПа; v — коэффициент
или деформация, полученная закладкой в компрес-
ежиме, %; Kv — коэффициент пропорциональности,
от состава и влажности закладочного массива (об-
la.

упрочнения ТЗ после ее нагружения в компрессион-
ie способствует увеличению устойчивости обнажений
и горных работ слоями в нисходящем порядке и при
ликовых системах, особенно при отработке панельных

[кость закладки без крупного заполнителя при одно-
тии и изгибе, определенная на крупноразмерных об-
[атуре и на лабораторных образцах диаметром (раз-
эа) d 6 см, практически не отличаются. Таким об-
ычность закладки, определенная на таких образцах
>рии, соответствует прочности ЗМ.

>ходимо различать при оценке деформационных ха-
к закладки моду^_д^ф.ормл11щщ равный отношению
и нагружении образца, и_____моду.ль^_упр.улости, опре-

по деформации восстановления образца oi/ey (еОбт—
формация образца, включающая в себя упругую и
ы; 8У — деформация восстановления образца, упругая
щая общей деформации; £общ^>8у). Так, для боль-
ткладочных смесей модуль деформации не превы-
-700 МПа; модуль упругости в большинстве своем со-
—6 ГПа. Модуль деформации зависит, как и прочность,
юыщенности закладки.

4циент Пуассона до нагрузок 0,6—0,8 от разрушаю-
тся постоянным и заключен для большинства смесей
< 0,15—0,35.
8.	Важное значение имеют компрессионные характеристики?
ТЗ, кот;) р ы е о 11 р ед с л я ют пап р я ж е и н о - де фо р м и р о в а н и ое с остоя
line ЗЛА вдали от обнажений (на расстоянии больше 2—3-J
мощностей рудного тела или слоя) и совместно с реологическими
харакю'Т'Истнками - общие перемещения (оседания) налеу
гающен ТОЛЩИ НОрОД.

Компрессионные о ойства закладки описываются коэф фи
киситом компрессии, !:(.горый равен отношению усадки (уко.
рочения) образна к его первоначал иной длине в условиях
запрещенной (равной нулю) боковой деформации, выраженному
в процентах. Коэффициент компрессии по своей физическое
сугн равен объемной деформации образца, нагружаемого в режи
мс одномерной деформации (см. и. 5 разд. 17).

Компрессионные кривые получают при нагружении образцов*
в установках бокового распора или в одометрах (толстостеЮ
пых стальных стаканах, ограничивающих поперечнуюбоко-1
в у ю - - д е ф о р м a i г и ю о б р а з на).

Коэффициент компрессии, при прочих равных условиях, за-(
висит от пористости, прочности, состава и влагонасыщенностн'
закладки.

9.	Коэффициент компрессии при одинаковых нагрузках воз,
растает с увеличением открытой (неза пол ценной водой) пори-1
стости. При этом до практически полного закрытия пор существует
11 р я м о п р о 11 о р ц и о 11 а л ь н а я з .а виси м ость м е ж д у к о э ф) ф) и ц и е н то м-
компрессии и удельной осевой нагрузкой: после закрытия пор пря-!
мая. связывающая коэффициент компрессии с удельной осевой
нагрузкой, становится круче.

И). Между коэффициентом компрессии v, прочностью при
одноосном сжатии и удельной осевой нагрузкой существует за-
висимость вида:

v = z-^-,	(22

и сж

где х — эмпирический коэффициент сжимаемости; q — удельная
осевая нагрузка, МПа.

Эта зависимость справедлива для исследованных смесей
до значений с//сфж = 3—7 для водонасыщенных и 7—12 для сухих.

Коэффициент сжимаемости смеси зависит от состава (табл. 16)
Как видно из приведенного, закладка тем жестче, чем больше

Таблица 16

Номер состава по табл. 14	7; 8	5	6
X	1,35	0,86	0,25
чаются зерна по размеру. С этой точки зрения предпочти-
1 закладка с заполнителями из дробленых пород с крупной
>ртированной фракцией.

Более сложно влияние влаги на коэффициент компрес-
3 одной стороны, за счет снижения прочности увеличи-
1 отношение ^/о!‘ж и коэффициент компрессии растет, заклад-
новится как бы мягче, а с другой, — влага, увеличивая коэф-
;нт бокового распора, снижает эффективные напряжения
[адке и .тем самым делает ее как бы более жесткой (рис. 40),

5

. Компрессионные кривые ан-
дрито-цементо-шлаковой
закладки:

/шно-сухих образцов; 2 — с содержа-

ли W = 4%; 3—кзпнллярно-влаго-
ных; 4—полного влагонасыщення;

гроскопического влагонасыщення	О

б;

10

оложения применимы к закладке без дренажа влаги из
^очного массива. При дренаже (отжиме) влаги из закла-
ло массива влагонасыщенность будет влиять на реологи-
: характеристики, стремясь в пределе при /->оо к компрес-
>1м параметрам сухой закладки (это определяется фильтра-
ыми характеристиками вмещающих пород и самой закладки).

Закладка при нагружении в компрессионном режиме обла-
ярко выраженными реологическими характеристиками
/честью в режиме заданной нагрузки, рис. 41).

Рис. 41. Реологические свойства твердеющей закладки
18.	Нормативная прочность закладки
для различно ориентированных обнажений

1.	Нормативную прочность закладки в почве очистной выра
ботки определяют для работы самоходного оборудования и рас'
считывают по формулам дорожных покрытий на грунтовых осно
ваниях. Для самоходных дизельных машин толщину и прочной
верхнего слоя закладочного массива принимают согласно табл,
(прочность остальной части закладочного массива 0,3—0,5 МПа

2.	В призабойной зоне закладочный массив нагружен в осное
ном силами собственного веса (табл. 18). Пригрузка со сторон!
пород висячЬго бока незначительна.

Таблица 17

Г рузоподъемность машин, т	Общая масса, т	Нормативная прочность в почве слоя толщиной 0,5 м, не менее, МПа
3,2	13	0,7
7	29	1
12	42	1,5

3.	Нормативную прочность ТЗ, обнажаемой в кровле очистнс
выработки, определяют в зависимости от ее ширины, взаимно]
расположения очистных выработок в соседних слоях, слоистое
обнажаемого закладочного массива и закрепляющей нагрузи

Механическая схема работы искусственной кровли выработс
следующая. Искусственную кровлю рассматривают как слоисту
балку-полоску, несущий слой которой нагружен собственнь
весом и пригружен вышележащими слоями (условно эту пр
грузку принимают равномерно распределенной). В зависимое'
от взаимного расположения очистных выработок в смежнь
слоях различают следующие виды балок:

—	с концами, защемленными на двух опорах (оси очистнь
выработок в смежных слоях взаимно перпендикулярны, рис. 42, с

—	консольная, с вылетом равным половине ширины очис
ной ’ выработки, торец опирается на торец противоположна
консоли (см. рис. 42,6);
Рис. 42. Взаимное расположение

слоях при нисходящей выемке

—	на двух опорах, когда очистные выработки располагаются
>сно (при такой схеме можно считать, что балка лежит сво-
хно на опорах (см. рис. 42, в);

—	разрезная (шарнирная)—см. рис. 42, г.

Основными необходимо считать расчетные схемы, приведенные
рис. 42, а, в; нормативная прочность закладки для схем а и б
<накова, для схемы г такая же, как для в с последующей провер-
< устойчивости, как шарнирной системы по Г. Н. Кузнецову.

Несущий слой пригружается вышележащими слоями твердею-
й закладки, причем величина коэффициента пригрузки Кп,
'ласно исследованиям Г. Н. Кузнецова, зависит от относитель-
и толщины hi/йн, где в числителе и знаменателе соответственно
1щины пригружающих и несущего слоев, а также от меха-
ческих свойств несущего и пригружающих слоев. В большинстве
/чаев Кп = 1 —1,5. Графики зависимостей показаны на рис. 43
— пригрузка, равная весу столба всех вышележащих слоев).
Рис. 43. Пригрузка вышележащими слоями несущего слоя
в зависимости от h, /h„

4. На основании изложенного, с учетом коэффициента запас,
прочности Кд = 3, а также выражения (18), формулы для рас
чета нормативной прочности закладки в кровле очистной вы
работки будут иметь вид (см. рис. 42):

— для схем а и б, учитывая, что защемление на опорах н
абсолютно жесткое, а также что характер деформирования за
кладки у и ру го-пластический,

=2,8 Ти/'(1.+ К|,) ;	(2;

«н	4

— для схем в и г, с ограничением поворота торцов «бало*
полосок» налегающими слоями закладки

= 4,2 Ти/2(1А+	;	(24

— для проверки устойчивости шарниров многозвенной «арки
схемы г по Г. Н. Кузнецову

Ти/2К(1 + ^)
СЬ-ж —	/	,

гдеуи — объемный вес ТЗ, МН/м3; К = 0,95 — безразмерный коэс
фициент, характеризующий степень концентрации напряжен?
в шарнирах «арки»; £ — безразмерный коэффициент, отражающ?
механические свойства породы (в первом приближении мож<
быть принят как для калийной соли £ = 0,04).
периментами установлено, что для всех случаев взаимного
ожения очистных выработок нормативную прочность
кив несущем слое очистной выработки можно с удовлетво-
ной надежностью определять по формуле (23) и рис. 44.

Рис. 44. Зависимость ширины очистной
выработки от прочности и структуры
закладки несущего слоя:

1 — 7 — толщина несущего слоя соответственно
0.2; 0.4; 0,6; 0.8; 1.0; 1.2; 1.5 м

я камерной системы разработки со сплошным слоем, где
ые работы ведутся без захода людей в выработанное
•анство, коэффициент запаса при расчете нормативной проч-
в несущей пачке слоев может быть снижен до двух, и форму-
►) будет выглядеть иначе:

= 1,9

А,

(26)

пи высота очистной выработку более 3 м, можно применять
тройную закладку. Нормативную прочность закладки малой
эсти определяют по формуле (19) с учетом фактической
ости в несущем слое (пачке слоев) на момент его обнаже-
стенке выработки.

(тимальные ширину очистной выработки и нормативную
ость ТЗ в ее кровле устанавливают экономическими расчета-
1к, чтобы обеспечивалась заданная производительность па-
и были учтены технологические возможности закладочного
1екса.

гособы повышения несущей способности искусственной кровли

Необходимая толщина (мощность) несущего слоя обеспе-
тся единовременной непрерывной подачей закладочной
в закладываемую выработку. Если производительность
дочного комплекса не обеспечивает расчетную толщину не-
ю слоя, а уменьшить ширину выработки нецелесообразно,
•тойчивость искусственной кровли можно повысить двумя
путями. Первый из них — «сшить» нижнюю (несущую) пачку
слоев между собой, чтобы обеспечить их работу как единого
целого. Это легко достигается предварительной армировкой ^иж:
ней части закладочного массива штангами или сеткой. Другой;
путь — повышение несущей способности нижнего слоя горизонт
талькой сеткой из полосового железа, по типу систем «камеры-
гибкого перекрытия», эаспространенных при отработке мощных
угольных пластов. Это позволяет снизить прочность ТЗ в несущей
пачке слоев.

Армировку нижних слоев кровли монтируют в вышележау
щей выработке до ее закладки. Вертикальные стержни (штанги):
и сетка должны быть надежно закреплены, чтобы их не смывав
поток закладки. Если применена горизонтальная армировка из'
полосового железа, то полосы, укладываемые на почву слоя,
должны быть непрерывно связаны между собой на всей площади
выемочного участка.

2. Глубину штангования выбирают в зависимости от запроек-
тированной ширины выработки и приемлемой нормативной проч-
ности (толщины несущего слоя). Учитывая возможный разброс*,
фактической прочности, ответственность конструкций и то, что:
скрепление слоев между собой будет неполным, глубина штангова-
ния Liin принимается в 1,2—1,5 раза больше необходимой тол-
щины несущего слоя (табл. 19).

при расположении штанг по квадрату) рассчитывают в зави-
симости от толщины нижнего несущего слоя и прочности за-
кладки в нем:

а.„т = л/8<7"/г„/[3^?и(1 + Кп)], ’	(27)

где Ор --- прочность закладки ^в нижнем слое на одноосное растя-
жение, стр = л/(0,1 Зосж)2, МПа; К'л—коэффициент запаса, ре-
комендуется равным 5—10, учитывая тяжелые условия работы
нижнего слоя.

Сетка штангования, рассчитанная по формуле (27), не должна
быть больше определенной по условию раскрепления арматурного
стержня в закладке. Максимальное расстояние между штангами
(табл. 20) по этому условию можно определить из выражения

Сах = д/П^штО?р /К"}’»,	(28)
Таблица 20

щина нижнего слоя, м	0,1	0,2	0,3 и более
ка штангования, м	0,9 X 0,9	1,3X1,3	1,5X1,5

,уемая сетка штангования (при Осж = 6 МПа; уи =
lH/m3; К'= 10; Кп = 1; г/шт = 0,014 м; /<"= 2) по-
бл 20, где б/шт— диаметр арматурного стержня, м;
,епления стержня с закладкой. Ориентировочно ее
эть равной прочности закладки на срез (осР = 1 /2о”ж)
эициент запаса рекомендуется принимать К”= 2—3.
ие от крайнего ряда штанг до стенки выработки
[ др.) не должно быть больше половины расстояния
<гами. Для вертикальной армировки применяют ар-
галь диаметром 12—14 мм. Вертикальная армировка
горизонтальной (арматурная сталь диаметром 10—
щываемой на почву выработки по такой же сетке, как
1Я, причем горизонтальную и вертикальную армировку
репляют между собой.

дтанг можно уменьшить до толщины несущего слоя,
обоих концах закрепить опорные плиты площадью
О см2 и толщиной не менее 5 мм (см. рис. 42).

скрепления несущей пачки слоев можно применять
тку, натягиваемую вдоль или поперек очистной вы-
тка надежнее штанг скрепляет слои в несущей пачке,
сетки с ячеей 50—150 мм. Расстояние между рядами
имается равным сетке штангования (см. табл. 20),
утки должна быть не меньше требуемой толщины не-
я (см. рис. 42).

слои в несущей пачке, скрепленные штангами или
о установленной сварной сеткой, имеют неодинаковую
то допустимую ширину очистной выработки опре-
рормулам (23) и (26), по прочности нижнего (обнажае-
Осж, а вместо мощности несущего слоя (пачки слоев,
й штангами) —эффективная мощность скрепленной,
[ой пачки, определяемой по фактическим данным:
ценко. — Тр. ВНИМИ, сб. 112, 1979):

(29)
где суммарная мощность слоев снизу до /-того слоя, м;.

— фактическая прочность закладки при сжатии в / — том
слое, МПа.

5. Армировка горизонтальной сеткой из полосового железа
3X50 или 5X50 мм укладывается на почву очистной выработки!
по квадратной или прямоугольной сетке параллельно и перпенди-
кулярно ее длинной о- и. Продольные полосы предназначаются
для перераспределения местных концентраций напряжений
между соседними полосами и укладываются вперехлест с попереч-
ными. Расстояние между продольными полосами не должно'
превышать удвоенное расстояние между поперечными. Последние?
воспринимают нагрузку от прогибающихся слоев ТЗ. Реко-
мендуемое количество поперечных полос сечением 5X50 мм в за-
висимости от ширины выработки и нормативной прочности заклад-
ки приведено в табл. 21. Эти рекомендации нуждаются в опытной,
проверке, а успех применения армировки горизонтальной сеткой
зависит от качества связи сетки в соседних заходках.

Таблица 21

Ширина вы- работки, м	Количество полос сечением 5x50 мм при о,"ж , МПа			
	4	3	2	1*
8  10  12	2  3  3	3  4  4	4  4  5	5  5

“ С покрытием сетки hi полосового железа двумя слоями
панцирной сетки.

(>. Окончательно тип арматуры, нормативную прочность за-
кладки, обнажаемой в кровле выработки, и ширину выработки,
следует выбирать на основе технико-экономического анализа,
с учетом трудоемкости монтажа арматуры и расходов на ма-
териалы, в том числе и на закладку.

7.	Сейсмическое и непосредственное действие взрывов на
искусственную кровлю уменьшается, если, оставить на почве
очистной выработки слой рудной мелочи толщиной не менее
0,3 м, извлекаемой при отработке нижележащего слоя. Слой
рудной мелочи рекомендуется изолировать от закладки полиэти-
леновой пленкой, или другим покрытием, препятствующим про-
никновению закладки в руду.

8.	Наклонные обнажения, образующиеся при отработке руд-
ных элементов, оставленных в выработанном пространстве, или
при заоткоске рудных стенок очистных выработок, занимают
промежуточное положение между вертикальными и горизонталь-
ными обнажениями. Эти обнажения в большинтве случаев сло-
жены консольной пачкой слоев с разным вылетом консолей и
сложной механической схемой.
9.	Для ориентировочной оценки устойчивости наклонных ис-
усственных обнажений предлагается рассматривать два их вида:

—	камерные выработки, включая наклонные обнажения иску-
ственной стенки при восходящей и комбинированной выемке);

—	шатрообразные—выемка рудных элементов (откосов и
. п.); сюда же можно отнести наклонную стенку очистных вы-
работок при нисходящей выемке слоев.

Для камерных выработок

1,ля шатрообразных выработок применима формула А. А. Борисова:

tgd = 3,75	(31)

&	’ АсрОсж	V ’

где Ли— вертикальная высота искусственной стенки камеры, м;
о*сж — нормативная (фактическая, усредненная при разнопрочной
закладке по формуле (19) прочность ТЗ в стенке камеры, МЦа;
Осж — то же в боках шатрообразной выработки, МПа; 1\ — полу-
пролет шатровой выработки, м; /7И— высота искусственного
массива, пригружающего стенки шатрообразной выработки, м;
/гСр — средняя мощность слоя ТЗ в шатре, м.

Рекомендуется принимать /7И Ю м; К3 = 1,2 — для без-
людной выемки; К3 = 1,5 — для присутствия горнорабочих в очи-
стном забое.

10.	Компрессионные свойства ТЗ влияют на распределение
напряжений в призабойном рудном массиве. Для сохранения
налегающих пород коэффициент компрессии должен быть в пре-
делах 2—8%. Уменьшить деформации рудной консоли при вос-
ходящем порядке отработки слоев можно с помощью более
жесткой, закладки. При нисходящем порядке отработки слоев
для снижения давления на закладку вблизи очистной выработки
необходима закладка с большими компрессионными свойствами.
Компрессионные свойства закладочного массива существенно
повышают за счет применения равнопрочной закладки.

ОХРАНА И ПОДДЕРЖАНИЕ
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК

20.	Условия поддержания выработок
при отработке мощных пологопадающих залежей

1.	В окружающем массиве при разработке мощных полого-
падающих залежей руд можно выделить основные зоны повышен-
ного горного давления (ПГД) и разгрузки. Попадая в каждую из
них, выработка испытывает различные напряженно-деформиро-
ванные состояния (рис. 45).
Рис. 45. Схема влияния очистных работ на выработки, охраняемые в массиве:

А₽, Лп, А" —зоны сжатия пород соответственно в рудном теле, подрабатываемом н надра-
батываемом массиве; Б" — зона нарастающего прогиба в подрабатываемом массиве; Б$ —
зона полных сдвижений и постепенного уплотнения осадочных пород в подрабатываемом
массиве; БЗ —зона плавного прогиба пород в подрабатываемом массиве; Б" — зона влияния
надработки

На выработки ар, а11, и ан воздействует временное или оста-'
точное опорное давление. Вмещающие породы претерпевают
деформации сжатия от повышенного горного давления. С удале-
нием от почвы и кровли рудного тела добавочные напряжения
и соответственно деформации сжатия пород в зонах Ар, Ап, А"
уменьшаются. Вмещающие выработки В| породы в зоне Б" под
вергаются сложным деформациям сжатия и растяжения вслед-
ствие изгиба. Напряжения в массиве понижаются. Деформации
растяжения приводят к появлению трещин разрыва и к умень-
шению прочности пород вокруг выработок. Процессы деформи-
рования породного контура и крепи в выработках В2 носят
затухающий характер. Напряжения в зоне Б5 после ее образо-
вания вначале пониженные, но по мере увеличения пролета под-
работки и уплотнения расслоившихся пород под собственным
весом возрастают, достигая значения уН. Прочность пород в мас-
сиве в результате их расслоения снижается, вокруг выработо!*
вблизи выработанного пространства она минимальна.

Крепь в выработках В3 слабо деформируется. В зоне Б'
напряжения в массиве в результате подработки снижаются, нс
прочность вмещающих пород на большом удалении от кровлр
очистного пространства фактически неизменна.
Выработки Вн испытывают влияние надработки. Прочность
вмещающих пород снижается под действием деформаций растя-
жения. Напряжения в зоне разгрузки Бн меньше первоначальных.

2.	В зонах влияния очистных работ можно выделить сле-
дующие области деформирования:

—	незначительных деформаций пород вокруг выработок, не
нарушающих устойчивость породного контура и не вызывающих
разрушение крепи. Напряжения на контуре выработки меньше,
чем предел длительной прочности породы;

—	повышенных деформаций; в выработках наблюдается за-
колообразование с небольшими вывалами породы, деформиро-
вание крепи. Напряжения на контуре выработки, поддержи-
ваемой в зоне опорного давления, превышают предел длительной
прочности породы, но меньше, чем ее мгновенная прочность.
Контур и крепь под- и надрабатываемых выработок разрушаются
в результате сдвижения пород или деформаций восстановления
массива;

— критических деформаций; в выработках наблюдается
повсеместное заколообразование со смещениями более крити-
ческих для применяемых видов крепи и обрушение вмещающих
пород. Напряжения на контуре выработки, поддерживаемой в
зоне опорного давления, выше предела как длительной, так и
мгновенной прочности пород. Подрабатываемые выработки раз-
рушаются в результате сдвижения пород.

Указанные области деформирования имеют следующие осо-
бенности:

а)	влияние очистных работ на выработки тем сильнее, чем
интенсивнее нарушенность вмещающих пород;

б)	с применением жестких крепей в выработках размеры
областей повышенных и критических деформаций возрастают;

в)	размеры областей повышенных и критических деформаций
возрастают с глубиной разработки;

г)	области повышенных и критических деформаций относятся
к зоне существенного влияния очистных работ на выработки.
Как правило, область критических деформаций не выходит за
пределы области повышенных деформаций;

д)	при разработке рудного тела с углом падения до 10—15°
распространение областей повышенных и критических деформаций
по падению и восстанию залежи следует считать равнозначным.
При больших углах падения распространение этих областей со
стороны восстания, как правило, меньше, чем со стороны падения
залежи. Кроме того, отмечается более высокая концентрация
напряжений в зоне опорного давления со стороны восстания
залежи;

е )при массовых взрывах в очистных забоях близрасположен-
ные выработки разрушаются даже в устойчивых породах.

3.	Условия’ поддержания и охраны подготовительных и на-
резных выработок классифицированы по геологическим и горно-
техническим факторам*. По расположению и ориентировке отно-
сительно очистного пространства и сопряженных с ним зон опор-
ного давления и разгрузки выделены следующие основные группы
в ы р а бо то к, п одл е ж а щи е 11 одде ржанию:

1	- пройденные в рудном теле до начала влияния очистных
работ и погашаемые за очистным забоем (слоевые орты, фланго-
вые и транспортные уклоны, разведочные штреки и т. д.);

11	- пройденные до начала влияния очистных работ в подра-
батываемом и надрабатываемом массиве и сохраняемые за очист-
ным забоем (выработки откаточного и вентиляционно-закла-
дочного горизонтов);

111	— сооружаемые и впоследствии поддерживаемые в закла-
дочном массиве;

IV	- проводимые в зоне влияния очистных работ как в период
отработки сплошных руд. так й при последующей отработке
«медистых» и вкрапленных руд.

4.	Устойчивое состояние выработок зависит от совокупности
факторов: глубины расположения выработки, прочности и струк-
турных особенностей вмещающих руд и пород, отрабатываемой
мощности рудного тела и его угла падения, пролета подработки,
расстояния до очистного пространства, принятой системы разра-
ботки. расположения и ориентировки выработки по отношению
к очистным работам и оставленным целикам, прочности твер-
деющей закладки, степени воздействия взрывных работ, вида
крепи, ориентировки выработки по отношению к тектоническому
нарушению и фронту работ, порядка и характеристики текто-
нического нарушения.

5.	Степень устойчивости пород определяется допустимым вре-
менем их обнажения и величиной ожидаемых смещений внутрь
выработки. Различают три основные формы нарушения устойчи-
вости пород:

1)	вывалообразование и обрушение пород в выработку под
влиянием перераспределения действующего поля напряжений
в окружающем массиве;

2)	динамические формы проявлений горного давления—ше-
лушение, заколообразование, стреляние пород;

3)	мгновенное разрушение пород в выработке с дроблением
на куски небольших размеров (горные удары, микроудары).

6.	Устойчивость породного контура выработки определяют
из условия:

КкуН ( cos2 од Ч—!	sin2 ат^	,	(32)

где сс-г — угол падения слоистых пород или преобладающее значение

* Методические указания по управлению горным давлением при сплошных
слоевых системах разработки с твердеющей закладкой на рудниках Норильского
горно-металлургического комбината. — Л.: ВНИМИ, 1976.п—76 с.
этого угла для систем трещин в породах, в которых поддержи-
вается выработка, градус; —прочность пород на контуре
выработки,

— О еж	Л р .

(33)

Д'р — коэффициент, учитывающий изменение устойчивости пород
на контуре сечения выработки в зависимости от угла встречи
ее оси с наиболее развитой системой трещин (определяем по
графику рис. 46, а). /</—коэффициент, учитывающий влияние
ширины выработки на устойчивость породного контура (находим
по рис. 46, б).

работ, Кк = 3 — ц/1 — ц, а для находящихся в зоне влияния
очистных работ /<к зависит от действующих там напряжений.

7.	За время эксплуатации в подготовительных и нарезных
выработках развиваются смещения пород, являющиеся суммой
смещений (7Общ, происходящих вне зоны влияния очистных ра-
бот (Л и в зоне их влияния (72:

и общ — (7 | U 2 •

(34)

Если величина (70бщ близка критической, то породы обру-
щаются в выработку при незакрепленном породном контуре.
8.	За критерий устойчивости закрепленной выработки принято
условие допустимости смещений ее породного контура в зави-
симости от применяемых видов крепи, в этом случае безремонтное
состояние выработки обеспечивается, если

иа(,ш < Л'в^кр,	(35)

где Л'в — коэффициент. учитывающий взаимодействие крепи с
вмещающими породами, Кв < 1; (ЛР— предельно допустимые

смещения применяемых крепей.

Крепь	UKp, мм

Монолитная бетонная и железобетонная......................: 10—20

Железобетонная сборная......................................50

Набрызг-бетонная............................................20

Штанговая (железобетонная’ сталеполимерная).................30—40

Набрызг-бетонная со штангами ...............................50

Набрызг-бетонная, армированная стекловолокном...............75—100

Комбинированная из штанг, набрызг-бетона и металлической
сварной решетки........................................ . 150

То же, с подхватами и с кустами предварительно напряженных
анкеров (ПНА)............................................... 200—300

Монолитная железобетонная с поясами податливости............50—100

Деревянная рамная...........................................150

Металлическая арочная податливая типа АП (трехзвенная) .... 300

То же, пятизвениая или кольцевая...............♦............ 500—700

9.	Степень устойчивости выработок, проводимых вне зоны
существенного влияния очистных работ по породам, вкрапленным,
«медистым» и сплошным рудам, устанавливают согласно клас-
сификации ВНИМИ, ЛГИ, ГМОИЦ, НГМК. Приблизительно
устойчивость пород на контуре выработки можно определить
из выражения (32).

10.	При проведении выработок в слабо- и средненарушенных
породах на глубинах свыше 700 м возможны вторая и третья
формы нарушения их устойчивости (п. 5 разд. 20).

1	1. Способы поддержания и параметры крепи горизонтальных
и наклонных выработок, проводимых в зоне существенного влия-
ния очистных работ, выбирают в соответствии с классифика-
цией нарушенности пород и руд (см. разд. 3).

12.	Проводить и поддерживать выработки на угрожаемых или
опасных по горным ударам участках необходимо в соответствии
с действующими нормативными документами*.

Крепь выработок таких участков выбирают с учетом факторов
нарушенности или устойчивости и удароопасности (табл. 22).
Окончательно должна быть принята крепь по фактору,

* Инструкция по безопасному ведению горных работ на родных и нерудных
месторождениях, склонных к горным ударам. Л.: ВНИМИ, 1980. — 148 с.; Указа-
ния по безопасному ведению горных работ на Талнахском и Октябрьском месторож-
дениях, склонных к горным ударам. Норильск, НГМК, 1982. — 76 с.
Участки	Форма динамических разрушений	Вид крепи
Угрожаемые	Шелушение	Набрызг-бетон
	Интенсивное заколо- образование	Комбинированная крепь
Опасные III категории	Шелушение	Набрызг-бетон
	Интенсивное заколо- образование	Комбинированная крепь
Опасные II категории	Стреляние или толчки	—
Опасные I категории	Микроудар	—
	Горные удары	—
Параметры крепи	Допустимое отста- вание крепи от забоя, м	Примечание
Толщина 1—2 см	15	—, .
Глубина штангования 1,7 м; сетка штангова- ния 0,8X0,8 м; тол- щина набрызг-бетона 1—2 см	Штанговой кре- пи — 4, набрызг- бетона — .15	—
Толщина 1—2 см	15 .	—
Глубина штангования 1,7 м; сетка штангова- ния 0,8X0,8 м; тол- щина набрызг-бетона 1—2 см	Штанговой кре- пи — 4, набрызг- бетона — 5	—
—	—	Тип и параметры крепи определяют по паспорту; при- нимают меры сни- жения удароопас- ности
—	—	
—	—	
Рис. 47. Распространение зон существенного влияния очистных работ:
с - при восходящем порядке выемки слоев; б—при комбинированном; 1. 2. 3 — соответ-
ственно в «зарабатываемом, рудном н подрабатываемом массивах; 4 — зона разгрузки

предусматривающему самый надежный вид крепи с наиболее
жесткими рекомендуемыми параметрами.

13.	При сплошных системах разработки распространение об-
ластей повышенных и критических деформаций (рис. 47) вокруг
выработанного пространства для выработок, поддерживаемых
в средне- и сильнонарушенных породах и закрепленных ограждаю-
щими крепями,' определяют по графикам (рис. 48, 49).

Определяя зоны существенного влияния очистных работ,
фронтом очистного забоя считают:
a — впереди фронта очистных работ: по вос-
станию /в и падению 1а залежи в зависимости
от глубины работ и пролета подработки (/ —10 —
соответственно до 40, 60, 80, 120, 160, 200, 240,
280,‘ 320. свыше 320 м); б — сзади фронта очист-
ных работ в подрабатываемом О| н надраба
тываемом а-> массиве в зависимости от пролета
подработки

Рис. 49. Распространение области повы-
шенных деформаций Л„ и соответ-
ственно в подрабатываемом и надраба-
тываемом массиве в зависимости
от Н и L:

I —10 — соответственно до 40, 60, 80, 120, 160,
200, 240, 280. 320; свыше 320 м
-	при комбинированном и нисходящем порядках отработки —
фронт защитного слоя;

—	при восходящем порядке — фронт нижнего слоя;

—	при системах камерная, «лава-забой» и других — рудную
стенку камеры, лавы или фронт защитного слоя (камерная с
надработкой).

14.	Чтобы обеспечить устойчивое состояние выработок и безо-
опасные условия работы, рекомендуется следующее:

а)	если выработки проводят по слабоустойчивым, неустойчи-
вым, сильнонарушенным и весьма сильнонарушенным породам и
рудам, применяют предохранительную крепь (стойки под распил,
металлическая сетка или сварная решетка, прижатая стойками
к кровле под распил, выдвижная из рельсов или труб с затяжкой
и др.). Тип и параметры крепи определяют по паспорту крепле-
ния в зависимости от нарушенности (устойчивости) пород и руд;

б)	при возведении крепи из набрызг-бетона, монолитного бе-
тона и железобетона в условиях агрессивной среды, т. е. при
обводненных породах, поддержании выработок на исходящей
струе воздуха (на вентиляционно-закладочном горизонте) или
при выработках, пройденных по сплошным рудам (со сроком
службы более 5 лет), целесообразно применять-сульфатостойкие
цементы типа ССПЦ М—300, 400, 500, 600; ССППЦ М—400,
500 или обычные цементы со специальными добавками, повы-
шающими стойкость вяжущих к агрессивной среде;

в)	при. использовании штанговой крепи основным типом счи-
тают железобетонные штанги, а также сталеполимерные или
на быстросхватывающейся шлакосиликатной основе;

г)	если отмечены обводненность пород и капеж воды по кровле
или стенкам выработки на отрезке в 1,5—2 раза большем ши-
рины выработки, то окружающий выработку массив осушают
с помощью дренажных скважин, глубину, количество и распо-
ложение которых устанавливают опытным путем;

д)	не рассекать сопряжения из незакрепленных выработок
в породах и рудах средней и слабой устойчивости и в неустойчи-
вых или средней, сильной и весьма сильной нарушенности;

е)	постоянная поддерживающая крепь выработок и их сопря-
жений, люковых и специальных камер, попадающих в зону су-
щественного влияния очистных работ, должна обеспечивать по-
датливость не менее 100—150 мм;

ж)	при креплении выработок металлическими арочными по-
датливыми крепями спецпрофиль арок выбирают исходя из раз-
меров выработки и несущей способности крепи (табл. 23).

15.	Рационально располагать выработки:

перпендикулярно или под углом более 60° к фронту очистных
работ;

в закладочном массиве ближе к границам очистного про-
странства;

вне зоны существенного влияния очистных работ;

в подработанном и надработанном массивах и зонах разгрузки.
Спецпрофиль	Максимальная ширина выработки, м	Сопротивление одной арки при режимах работы, кН	
		податливом	жестком
СВП-17	3,3	140—150	260
СВП-19	3,3	150—160	270
СВП-22	4,2	180—190	300
СВП-27	Свыше 4,2	200-220	310—350
СВП-33	Свыше 4,2	240—260	380—420

21. Охрана и поддержание выработок
в сплошных рудах и твердеющей закладке

1.	Выработки проводят в рудном теле по всей его мощности.
В большей степени устойчивы выработки, поддерживаемые в
сплошных рудах, и в меньшей — на контакте сплошных руд
с вмещающими породами. В первом случае преобладают сме-
щения боков выработки, во втором — в направлении «почва —
кровля». Большая часть таких выработок находится в зоне по-
вышенного горного давления и подвергается сейсмическому воз-
действию взрывных работ.

2.	Выработки, параллельные надвигающемуся фронту очист-
ных работ, в большей степени испытывают их воздействие, чем
расположенные перпендикулярно. При этом характер деформиро-
вания выработок зависит от системы разработки (рис. 50).

3.	Вид и параметры крепи выработок вне зоны существенно-
го влияния очистных работ принимают по фактору устойчивости
руд. Допускается поддерживать выработки в устойчивых и
среднеустойчивых рудах без крепи на глубинах'до 700 м.

4.	Вид и параметры крепи выработок, проводимых и под-
держиваемых в зоне существенного влияния очистных работ,
принимают следующими:

а)	на глубинах до 700 м, в зависимости от нарушенности
руд — без крепи; взрывоинъекционное упрочнение пород; креп-
ление штангами (глубина штангования 1,7 м по сетке от 0,5X0,5
до 1X1 м) или штангами с металлической сеткой (сварная ре-
шетка); комбинированной крепью из набрызг-бетона и штанг
с металлической сварной решеткой или без нее (толщина
набрызг-бетона 1—3 см, ячейки металлической решетки не
мельче 50X50 мм); набрызг-бетонной крепью, армирован-
ной стекловолокном; поддерживающей податливой крепью. Вид
и параметры крепи определяют паспортом крепления. Выработки,
ориентированные параллельно фронту очистных работ (диаго-
нальные и фланговые уклоны,' транспортно-доставочные иггреки
и др.) при попадании в зону существенного влияния очистных
AL, мм

150 -

Рис. 50. Деформирование слоевых ортов (СО) и выработок, параллельных
фронту очистных работ:

о -при нисходящем порядке; б —при комбинированном порядке; и — диагональных (фланговых)
уклонов (ДУ); г — транспортно-доставочных (ТДШ) и буровых штреков (БШ)
Ширина выработки, м	Постоянная крепь	Временная крепь	Допустимое отставание от забоя, м
До 6	Слабая нарушенность Необходимость крепления опре- деляется главным инженером рудника  Средняя нарушенность	—	—
До 3	Набрызг-бетон толщиной 2— 3 см, армированный стеклово- локном; набрызг-бетон или штанговая крепь. Глубина штангования 1,7 м. Сетка штан- гования 0,8 X 0,8 м	Набрызг-бетон или штанги по- стоянной крепй	15—30
3—6	Комбинированная крепь из штанг и набрызг-бетона. Сетка штангования 0,8X0,8 м. Глуби- на штангования 1,7 м. Толщина набрызг-бетона 2—3 см  Сильная нарушенность	Штанги постоян- ной крепи	15
До 6	Комбинированная крепь из штанг и набрызг-бетона. Глуби- на штангования 1,7 м. Сетка штангования 0,8X0,8 м. Толщи- на набрызг-бетона 2—3 см	Штанги постоян- ной крепи, взрыво- инъекционное уп- рочнение пород при проходке выработки	Штанг 0,8 м; на- брызг-бетона 5 м при толщине 0,3— 0,5 см с доведе- нием до 3 см, ре- шетки — 15 м
То же	Усиленная комбинированная крепь из штанг, металлической сварной решетки и набрызг-бе- тона. Глубина штангования 1,7—2,2 м. Сетка штангования 0,5 X0,5 м — 0,7 X0,7 м, толщи- на набрызг-бетона 3—5 см, ре- шетка из проволоки 0 4—6 мм с ячейкой 60X60—150Х 150 мм.	Штанги постоян- ной крепи	Штанг 0,5—0,7 м; набрызг-бетона 5 м при толщине 0,3— 0,5 см с доведе- нием до 5 см, ре- шетки — 15 м
	Металлическая арочная подат- ливая или другая поддержи- вающая крепь. Установка арок через 0,7—1,0 м  Весьма сильная нарушенное^	Предохранитель- ная крепь  >	1,5—2
у>	Металлическая арочная подат- ливая или другая поддержи- вающая крепь. Установка арок через 0,5 м	Предохранитель- ная крепь	Крепь возводится вплотную к забою после каждого цикла

Примечание. При машинном бурении под штанги предохранительную крепь в месте бурения
не возводят.

работ крепят в соответствии с табл. 24. Выработки, угол встречи
которых с фронтом очистных работ 0—30° (180—150°), считаются
ориентированными параллельно;

б)	на глубинах свыше 700 м — по табл. 25.
До 3

3- -6

3-6

3-6

До 3

Слабой и средней нарушенности

Комбинированная крепь из штанг по кровле и набрызг-бе- тона, армированный стеклово- локном набрызг-бетон	Глубина штангования 1,7 м, сетка штангования 0,7X 0,7 — 1,0 X  X 1,0 м, толщина набрызг-бетона 2 -3 см, 1—2 слоя стекловолокна	Штанги постоянной кре- пи с набрызг-бетоном толщиной 1—2 см	Штанги до 10 м, набрызг- бетон до 15 м
Комбинированная из щтанг и	Глубина штангования 1,7 м, сетка	Штанги постоянной кре-	Штанги — 2 м. набрызг-
набрызг-бетона по кровле и бо- кам (кроме выработок откаточ- ных и вентиляционно-закладоч- ных горизонтов)	штангования 0,5Х 0,5 — 0,7 X Х0,7 м. Толщина набрызг-бетона 3 —5 см. Расстояние от почвы до нижних штанг 0,7—1 м	пи с набрызг-бетоном 1—2 см	бетон — 10 м
Комбинированная из штанг, ме-	Глубина штангования 1,7—2,4 м,	Штанги постоянной кре-	Штанги — 2 м, набрызг-
таллической решетки и набрызг- бетона по кровле и бокам выра-	сетка штангования 0,5X 0,5 — 0,7 Х0,7 м. Толщина набрызг-бето-	пи с набрызг-бетоном 1—2 см	.	#	бетон до 10 м
ботки  Металлическая арочная подат- ливая крепь из СВП	на 3 см. Расстояние от почвы до нижних штанг и решетки не более 0,5 м  Расстояние между арками 0,7—1 м. Арки из СВП № 22—27  Сильной нарушенности	Штанги постоянной кре- пи с металлической ре- шеткой  По паспорту крепления	Штанги 2—5 м, решетка до 10 м
1. Комбинированная крепь из	Глубина штангования 1,7 м, сетка	Штанги постоянной кре-	Штанги до 0,7 м, на-
штанг, набрызг-бетона по кров- ле и бокам	штангования 0,7 X0,7 м, толщина набрызг-бетона 2—3 см. Расстоя- ние от почвы до нижних штанг 0,7—1 м	пи с набрызг-бетоном 1—2 см,	брызг-бетон до 10 м
2. Комбинированная крепь из	Глубина штангования 1,7 м, сетка	Штанги постоянной кре-	Штанги до 0,7 м, набрызг-
датливая крепь из СВП ние между арками 0,7—1 м I	| дохранительная крепь

Весьма сильной нарушенности

До 6	Металлическая арочная подат- ливая крепь из СВП или другая поддерживающая податливая крепь	Арки из СВП № 17—33, расстоя- ние между арками 0,5—0,7 м	По паспорту крепления	Арки 0,5—0,7 м, предо- хранительная крепь, взрывоинъекционное упрочнение пород

Примечания: 1. Регламентация допустимых отставаний штангового крепления от груди забоя,распространяется только на штанги, устанавливаемые в кровле
выработки. Отставание боковых штанг определяется принятым отставанием набрызг-бетона или решетки. Боковыми считаются штанги, устанавливаемые ниже
пяты свода. 2. Максимальную толщину, набрызг-бетона в выработках, поддерживаемых в сплошных сульфидных рудах, допускается уменьшать до 2—3 см. 3. Более
жесткие параметры крепи принимают для большей нарушенности руд и "пород и больших пролетов выработки.
Выработки, проводимые и поддерживаемые Ei массиве, раз-
груженном камуфлетным взрыванием, подработкой, надработкой
и т. п., а также вприсечку к закладочному массиву, крепят в со-
ответствии с табл. 26 по фактору нарушенности руд и пород.

5.	Вели в кровле выработки находятся устойчивые руды и
породы, то с целью предотвращения разрушения ее боков до-
пускается поддерживать выработки, параллельные фронту работ,
комбинированной крепью: в кровле выработки — железобетонные
штанги и набрызг-бетон с параметрами, указанными в табл. 25,
в боках - - металлическая сварная решетка, прижатая к контуру
выработки от почвы до пяты свода вертикальными металличе-
скими с гонками из швеллера, спенпрофиля, полосовой стали
толщиной 5—10 мм и шириной 50—100 мм или стержней ар-
матуры диаметром 20—30 мм, закрепляемых анкерами в почве,
боках и пяте свода выработки. Шаг установки стоек по длине
выработки 1 —1,2 м, жесткость принимают в зависимости от
степени нарушенности пород или руд в боках выработки: чем
раздробленнее породы, тем жестче стойки (швеллер, спецпро-
филь и др.). Глубина штангования 1,7—2,2 м, в почве стойки
заделывают в лунки, для предупреждения коррозии металлических
стоек и решетки наносят слой набрызг-бетона толщиной 2—3 см,
соединение анкеров со стойками может быть выполнено любым,
но не допускающим выскальзывания, выдергивания под нагруз-
кой анкеров из стоек.

6.	Чтобы сохранить ранее пройденные выработки при пере-
сечении их фронтом очистных работ, рекомендуется надработать
выработки на ширину не менее 16 м, оставляя рудную потолочину
над выработкой не менее 3 м. С увеличением рудной (породной)
потолочины ширину надрабатывающей выработки принимают
согласно действующим на рудниках рекомендациям.

На ненадрабатываемых участках выработки можно охранять
податливыми целиками. Необходимость крепления или усиления
крепи охраняемой выработки в этом случае определяет главный
инженер рудника Ei 'зависимости от ее состояния.

7.	Чтобы улучшить условия поддержания выработок на от-
работанных и отрабатываемых участках месторождения, целесо-
образно располагать их Ei ступенчато оформляемых неперекры-
вающихся целиках (рис. 51). Такие целики обладают большой
податливостью и свободой перемещения в соответствии с де-
формированием вмещающих пород. Размеры целиков обуслов-
лены, в основном, не геомеханичсскими, а технологическими
факторами и могут оставаться постоянными при различных глу-
бинах и пролетах подработки. Выработки в целиках смещены
по горизонтали и вертикали.

8.	При проведении и креплении выработок в закладочном
массиве руководствуются следующими положениями:

а)	чтобы обеспечить устойчивость выработок в закладочном
массиве, целесообразно сооружать их путем вы креп лени я или
с помощью проходческих комбайнов;'
До	6	Набрызг-бетон	Породы и руды слабой нарушенности  Толщина 1—2 см	1 Не требуется		
До	6	Комбинированная крепь из штанг по кровле и набрызг-бетона	Породы и руды средней наруше Глубина штангования 1,7 м, сетка штангования 0,8X 0,8 м, набрызг-бе- тон 2—3 см	нности  Штанги постоянной кре- пи и набрызг-бетон 1—2 см	Штанги 0,8 м, набрызг- бетон 10 м
До	6	Комбинированная крепь из штанг, металлической решетки и набрызг-бе- тона	Породы и руды сильной наруше Глубина штангования 1,7 м, сетка штангования 0,7 X0,7 м, набрызг-бе- тон 3 см. Штанги и решетка по кровле и бокам выработки. Расстояние от почвы до нижних штанг не более 0,7 м	'HHOCTU  Штанги постоянной кре- пи и набрызг-бетон 1—2 см	Штанги 0,7 м,'набрызг- бетон до 10 м
		Поддерживающая крепь	Вид, параметры и допустимое отставание крепи от забоя указаны в паспорте крепления		
До	6	Поддерживающая крепь j	Породы и руды весьма сильной нарушенности  Вид, параметры и допустимое отставание крепи от забоя определяются паспортом крепления		

Примечание: Регламентация допускаемых отставаний штангового крепления от груди забоя распространяется только на штангк, устанавливаемые в кровле
выработки. Отставание боковых штанг определяется отставанием набрызг-бетона или решетки.
Рис. 51 Способ охраны выработок ступенчато расположенными неперекры-
вающимися целиками

б)	допустимо поддержание выработок в закладочном массиве
без крепи при условиях, приведенных в_ табл. 27;

Таблица 27

Горно-технические условия	Ширина выработки, м .		
	до 3	3—4	4-5
Прочность твердеющей закладки, МПа	2,0-2,5	2,5—3,5	3,5—4,5
Минимальная мощность* нижнего несу- щего слоя закладки в кровле выработки, м	0,4-0.5	0,5—0,6	0,6-0,8
Допустимое расстояние в метрах незакреп- ленного участка выработки от границы очистного пространства при пролете под- работки  до 180 м		80—90	60—80	40—60
свыше 180 м		40—60	30—40	20—30

* Мощность несущего слоя закладки в кровле выработки принимать как среднеарифметическую
от мощности слоев, вскрытых в стенках выработки

в)	при несоблюдении приведенных условий (см-, табл. 27),
выработки необходимо крепить в зависимости от их состояния;
штангами с металлической сеткой (решетка, стяжки) по кровле
выработки, металлической арочной податливой крепью из спец-
профиля или другой поддерживающей крепью с затяжкой бо-
ков и кровли. Вид и параметры крепи определяют по .паспорту
крепления выработки;

г)	для выбора вида крепи можно определить максимальные
смещения контура выработки в центральной части пролета под-
работки по номограмме (рис. 52). Если выработка находится
не по центру пролета подработки, а смещена к краевой части,
то давление Р по номограмме для каждого случая определяют
делением пролета L на части (правый верхний график номо-
граммы) .
Рис. 52. Номограмма для определения максимального смешения контура выработок, поддерживаемых в закладочном массиве
22.	Прогнои проявлений горного давления
в выработках, пройденных вблизи тектонических нарушений

1.	В районах тектонических нарушений выработки класси-
фицированы но расположению и ориентировке относительно
плоскости сместителя и фронта развития очистных работ;

1	- проводимые в сплошных рудах (в том числе по контакту
с вмещающими породами или вблизи него) параллельно* нару-
шению нол, или над плоскостью сместителя вне зоны влияния
очистных работ и погашаемые или сохраняемые за очистным
забоем при движении фронта работ к тектоническому нарушению;

2-	в тех же условиях (с учетом шва сместителя), в зоне влия-
ния очистных работ при движении фронта работ к тектониче-
скому нарушению с последующим его пересечением;

3	— в тех же условиях, в зоне или вне зоны влияния очистных
работ и пересекающие тектоническое нарушение под углом
свыше 30°;

4-	- проводимые в породах, «медистых» или вкрапленных4ру-
дах параллельно нарушению, по его шву и поддерживаемые в зоне
влияния очистных работ в подрабатываемом и надрабатываемом
массиве (выработки откаточного и вентиляционно-закладочного
горизонтов);

5-	проводимые в породах, «медистых» или вкрапленных ру-
дах и пересекающие тектоническое нарушение под углом свыше
30° и поддерживаемые в зоне влияния очистных работ в подра-
батываемом и надрабатываемом массиве (выработки откаточно-
го и вентиляционно-закладочного горизонтов).

Выработки, пройденные вблизи тектонического нарушения
или пересекающие его. могут иметь схемы расположения и под-
держания, подобно представленным на рис. 53.

2.	Порядок и характеристика тектонического нарушения ока-
зывают различное влияние на устойчивость выработок, пройден-
ных по нарушению и вблизи него в зоне и вне зоны влияния
очистных работ. Чем выше порядок тектонического нарушения,
тем больше оно влияет на устойчивое состояние выработок при
их проведении и эксплуатации под воздействием очистных работ.

Если тектонический шов по. морфологии относится к первому
или второму виду (нарушенность пород, как правило, слабая),
то состояние выработок, поддерживаемых в зоне влияния очист-
ных работ вблизи нарушения или Пересе кающих его, будет мало
отличаться от состояния выработок, поддерживаемых в массиве
в аналогичных условиях, но без тектонического нарушения.

Тектонические нарушения со швом по характеристике третьего
и четвертого вида заметно влияют на выработки, поддерживаемые
вблизи нарушения при подходе к ним фронта очистных работ.

* Выработки, пройденные под углом до 30° к тектоническому нарушению,
следует считать проведенными параллельно или вдоль нарушения.
a

б

б

Рис. 53. Схемы расположения выработок, пересекающих
тектоническое нарушение и пройденных вдоль него:

а, б, в—выработка в плане соответственно при а> т, а<т, а<2с (где
а — ширима выработки, т— мощность раздробленных пород, с — длина
участка выработки); г. д — соответственно выработки вблизи тектони-
ческого нарушения и пройденная по плоскости сместителя; е, ж, з, и, к,
л — разрез по выработкам

3.	Тектоническое нарушение в массиве пород представлено
зоной повышенной трещиноватости, размеры которой зависят от
порядка, нарушения и морфологии шва. Изменчивость этих
свойств”"в зависимости от”~ра^стбянйя' Ж'нарушения в основном
обусловливает неравномерную устойчивость выработок.

В табл. 28 представлена классификация условий поддержа-
ния подготовительных выработок, пройденных вблизи тектони-
ческих нарушений, в зависимости от характеристики последних.
Группа I объединяет наиболее легкие, с горно-геомеханической
точки зрения, геологические условия поддержания выработок
как на период проведения, так и в дальнейшей эксплуатации.
Группа III характеризуется наиболее тяжелыми условиями, а II —
занимает промежуточное положение.

4.	Выбор типа и определение параметров крепи подготови-
тельных выработок основано на расчете * ожидаемых величин
развития зоны неупругих деформаций пород вокруг выработки,
а также величины смещений контура для конкретной горно-
технической ситуации.

5.	Относительный радиус зоны неупругих деформаций находят
по формуле:
Группа условий поддержания выработок	! 1орядок нарушения	Амплитуда смешения, м	Протяженность нарушения		Угол падения, градус	Мощность зоны дробленых пород, м
			в плане	по падению		
I	111	2 — 10	25—100	’ До 5	75—90	До 0,5
	IV	До 2	До 25			
11	и	10—20	100-3000	5-50	60—90	0,5—3
	III	2—10	25—100		60—90	
111	I	Более 20	3000—5000	Более 50	0—60	Более 3
	II	10-20	100—3000		0—60	
	111	2—10	25—100		0—60	

(36)

.4 = 1/2 ctg ( ^-4- -0 ctg p,

где r = R — радиус зоны неупругих деформаций, м; R'o —
приведенный радиус выработки (для сводчатой формы сечения
й = 0,6-Д S — площадь сечения выработки); р — угол внут-
реннего трения пород, градус; К тах— максимальный коэффициент
концентрации напряжений за весь период эксплуатации (см.
рис. 11,6); ой — длительная прочность структурно-ослабленного
массива пород, МПа; оХ = ^осжД'Л; Р — отпор крепи, МПа.

6.	Зависимость размеров зон неупругих деформаций и сме-
щений пород контура выработок, закрепленных комбинирован-
ной крепью из штанг и набрызг-бетона, при различной нару-
шенности пород, приведена на рис. 54.

Для определения конечных смещений пород в выработках
учитывают влияние угла их встречи с тектоническим нарушением
(основной системой оперяющей трещиноватости) по рис. 46, а.

Изменение смещений пород контура выработки от глубины
и длительной прочности структурно-ослабленного массива пород
определяют по графикам рис. 55.
Морфология шва	Коэффициент структурного ослабления		Предель- ная проч- ность об- разцов на одноосное сжатие, МПа	Прочность массива на од но ос- ное сжа- тие, МПа	Ширина зоны влияния тектонического нарушения, м	
	вися- чий бок	лежа- чий бок				
					вися- чим бок	лежа- чий бок
Сглаженная пло- скость; зона дробле- ния сцементиро- ванная	Более 0,30 слабонару- шенные	Более 0,25 среднеслабо- нарушенные	Более 60	Более 30	До. 0,5	0
Серия параллельных сближенных плоско- стей; сглаженная плоскость; зона дроб- ления сцементиро- ванная	0,15—0,30  Средненару- шенные	0,10—0,25  Сильно- средненару- шенные	40—60	10—30	5-  10	5—  10
Зона дробления не сцементированная; серия параллельных сближенных плоско- стей; сглаженная плоскость	Сильнонару- шенные, не более 0,15	Весьма силь- нонарушен- ные, не бо- лее 0,1	До 40	До 10	25—  30	10—  15

7.	При подходе фронта очистных работ к тектоническому
нарушению наиболее подвержены деформированию выработки,
расположенные между нарушением и движущимся на него фрон-
том очистных работ. Коэффициент увеличения смещений пород
контура выработок в зависимости от расстояния до тектонического
нарушения и фронта очистных работ корректируют по графи-
кам рис. 56.

8.	Вид и параметры крепи выработок, расположенных в сплош-
ной руде вблизи тектонических нарушений как в зоне влияния
очистных работ, так и вне ее, принимают в соответствии с табл. 29.

9.	Повышение устойчивости выработок достигают следующим
путем:

—	располагают их перпендикулярно или под углом более
30° к тектоническому нарушению (параллельного расположения
выработок следует избегать);

—	проводят их так, чтобы контакт рудного тела с вмещающими
породами не попал в сечение;

—	устанавливают постоянную крепь- при проведении выработок.

23.	Охрана и поддержание выработок в подрабатываемом массиве

1.	Повышенная подвижность- пород, приводящая к потере
устойчивости выработок при подработке, свойственна массивам
с крутопадающими системами трещин, из которых не менее чем
Рис. 54. Зависимость смещений кон-
тура выработок U от развития во-
круг них зон не\крутого деформиро-
вания пород и\

I г. си.чьио.нарушспных породах; 2 - в
'. pc.uiiHapviiicHiiL.ix, .7 в слабонарушгнных

величины смещении пород на участке вы-
работки, пересекающей нарушение, в за-
висимости от глубины, нарушенности и
расчетной прочности массива пород на
одноосное сжатие

Рис. 56. Изменение коэффициента увели-
чения смещении пород К на контуре вы-
работок в зависимости от расстояния до
тектонического нарушения и расстояния до
фронта очистных работ

в двух .заполнитель — ослабляющие минералы. В данном случае
в наиболее тяжелом состоянии находятся те подрабатываемые
выработки, во вмещающем массиве которых одна из основных
систем трещин, отражающая максимальную подвижность пород,
совпадает с направлением главных напряжений, обусловленных
влиянием очистной выемки.

2.	Развитие растягивающих деформаций в подрабатываемых
вмещающих породах над центральной частью разрабатываемой
залежи по мере удаления от кровли рудного тела протекает
крайне неравномерно независимо от глубины работ (рис. 57).
При пролете подработки свыше 230 м величины растягивающих
деформаций в подработанных породах по всей толще (до 100 м)
от кровли рудного тела практически одинаковы и составляют
(0,8—-I) X Ю~3 (средние величины). Подрабатываемые выра-
ботки начинают испытывать деформации растяжения в 20—30 м
впереди фронта очистных работ (рис. 58).

При величинах вертикальных деформаций растяжения пород
порядка 0,3X Ю~3 (в габбро-долеритах) начинает разрушаться
породный контур выработок при переходе их из зоны опорного
давления в зону подработки.

3.	Вид и параметры крепи подрабатываемых выработок в зоне
существенного влияния очистных работ принимают в соответствии
с табл. 25. Выработки, проводимые и поддерживаемые в подра-
ботанном массиве, где процесс сдвижения пород стабилизи-
ровался (зоны разгрузки), крепят в соответствии с табл. 26.
Время возведения постоянной крепи выработок должно соответст-
вовать графику, согласованному в установленном порядке, или
в зависимости от состояния выработки по решению главного инже-
нера рудника.

4.	Для. вновь подготавливаемых горизонтов в случае при-
менения жестких видов крепи (монолитный бетон, железобетон,
набрызг-бетон и т. п.) выработки в подрабатываемом массиве
располагают за пределами областей повышенных и критических
деформаций, но не ближе, чем показано в табл. 30 при развитых
пролетах подработки. Данные табл. 30 корректируют умножением
на коэффициент Кп влияния эффективной мощности рудной за-
лежи (рис. 59). При системах с закладкой очистного пространства
последнюю находят, умножая мощность отработанной залежи
на коэффициент осадки закладочного массива (для твердеющей
закладки коэффициент осадки примерно равен 0,05—0,07).

5.	Не рационально располагать подрабатываемые выработки
параллельно надвигающемуся фронту очистных работ. Рацио-
нальной является схема расположения выработок за фронтом
очистных работ, причем удаление в сторону выработанного про-
странства должно превышать протяженность зо-ны существенного,
влияния очистных работ.

24.	Охрана и поддержание выработок в надрабатываемом массиве

1.	Выработки, пройденные в почве отрабатываемого рудного
тела, с приближением очистных работ испытывают влияние над-
работки. По характеру и степени воздействия надработки выде-
ляется несколько основных схем расположения выработок отно-
сительно очистных работ (рис; 60).

2.	При надработке выработок, ориентированных параллельно
надвигающемуся фронту очистных работ, величины относительных
деформаций в их приконтурном массиве почти на порядок выше,
чем вокруг выработок, ориентированных перпендикулярно фронту
работ. Максимальные смещения породного контура выработок
проявляются на участках, попадающих под кромку очистного
пространства.
Г руппа условий поддержа- ния	Мощность тектони- ческого нарушения, м	Угол встречи тектони- ческого нарушения с выработ- кой, градус	Нарушен- ность	Размер зоны не- упругнх деформа- ций, м	Расчетные ожидаемые смещения, мм	Виды постоянной крепи
I	—	30—60	Слабая, ^СЖ 0,3	До 1,2	До 20	Комбинированнная, из железобетонных штанг и набрызг-бе- тона по бокам и кров- ле
	До 0,1	0—30	То же	До 1,5	До 50	Упруго-податливые анкеры и набрызг- бетон
	0,1—0,5	60-90	Средняя, 0^^Лок<0,3	До 1,7	До 70	Комбинированная из железобетонных штанг и набрызг-бе- тона по кровле и бо- кам
. 11	—	30—60	То же	До 1,7	До 70	То же
	—	0—30	»	До 2,0	До 80	Комбинированная из жел езобето н н ы х штанг и набрызг-бе- тона по кровле и ар- мированного на- брызг-бетона по бо- кам
			Средняя 0,2 С\-ж<0,3	До 2,3	До 100	Набрызг-бетон, ЖБЩ, металлическая сварная решетка
Виды временной крепи	Параметры времен- ной крепи,отстава- ние от груди забоя	Дополнительные мероприятия	Примечание
Набрызг-бетон	Отставание:	Не предус-	Схема расчета
по кровле и бокам	толщиной 0,5 см — 5 м;  толщиной 1 — 2см — 15 м	матриваются	параметров крепи — при- крепление по- род зоны воз- можного обру- шения к устой-
—	—	—	чивой зоне
—	—	—	—
Набрызг-бетон по кровле и бокам	Отставание: набрызг-бетон толщиной 1 —2 см — 15 м	—	—
Штанги посто- янной крепи и набрызг-бетон толщиной 1—2 см	Отставание: толщиной 1—2 см — 10 м	—	Схема расчета параметров крепи — фор- мирование упрочненной зоны в виде по- родной арки
1.	Штанги по- стоянной кре- пи, набрызг-бе- тон 1—2 см.  2.	Штанги по- стоянной крепи и металли- ческая решетка постоянной крепи	Отставание от груди забоя железобетон- ных штанг — 0,7 м; набрызг- бетон: толщи- ной 0,5 см — i 10 см; толщи- ной 1—2 см — 15 м		
Грун па
услови й
поддержи

НИИ

Мощность
тектони-
ческого
нарушения,
м

У соя
встречи
тектони-
ческого
нарушения
с выработ-
кой, градус

Нарушь'н-
ность

Размер
зоны не-
упругнх
деформа-
ций, м

Расчетные
ожидаемые
смещения,
мм

Виды постоянной крепи

III

То же

До 2,5

До 120

Поддерживающая
крепь

Более
0,5

Сильная,

До 3,0

До 250

Металлическая ароч-
ная из СВП

0—60

То же

До 5,0

До 400

Металлическая ароч-
ная

3.	Под выработанным пространством надрабатываемые вы-
работки попадают в зону разгрузки (рис. 61), в которой условия
их поддержания наиболее благоприятны. Эти условия сохра-
няются при первоначальной разрезке рудного тела над охраняемой
выработкой с последующей равномерной отработкой его в разные
стороны. При неразвитых пролетах подработки величины де-
формаций породного контура надрабатываемых участков вы-
работок, удаленных за зону разгрузки, возрастают из-за более
длительного времени пребывания их в зоне повышенного горного
давления (ПГД).

4.	С увеличением глубины работ повышается интенсивность
воздействия надработки на участки выработок, расположенные
в почве рудного тела, в зонах ПГД, в том числе и под централь-
ной частью очистной выемки (рис. 62). На эти участки начинает
влиять пригрузка от сдвижения налегающей толщи пород, пере-
даваемая через закладочный массив, при развитии пролета под-
работки свыше 180—200 м.

5.	Вид и параметры крепи выработок, попадающих в зону
существенного влияния очистных работ при подработке, следует
принимать согласно табл. 25. Время возведения постоянной
крепи выработок устанавливают по графику, согласованному
в установленном порядке, или в зависимости от состояния вы-
работки по решению главного инженера рудника.;

6.	Допускается предусматривать в надрабатываемых выра-
ботках крепь из монолитного бетона или железобетона с
Окончание табл. 29

Параметры постоянной крепи	Виды временной крепи	Параметры времен- ной крепи,отстава- ние от груди забоя	Дополнительные мероприятия	Примечание
Расстояние между рамами 0,8— 1 м	Железобетон- ные штанги по кровле и на- брызг-бетон по кровле и бо- кам 2—3 см	Отставание от груди забоя железобетон- ных штанг — 0,7 м, набрызг- бетона: толщи- ной 0,5 см — 5 м	Проведение выработки по способу взры- вание с упроч- нением (взры- воинъекцией)	—
Арки из СВП № 17—33. Рас- стояние между ар- ками 0,7 м	Металлическая арочная из СВП	Арки из СВП № 17—33. Расстояние между аркамр 0,7 м	Опережающая цементация и смолойнъекция (взрывоинъек- ция)	
Расстояние между арками 0,5 м	Металлическая арочная	Расстояние между арками 0,5 м	Опережающее крепление ЖБШ. Отста- вание крепле- ния от забоя 0,5 м	

Таблица 30

Глубина Ьт поверхности до выработки, м	Расстояние между рудной залежью н выработкой в зависимости от расчетной прочности пород на ее контуре R? , МПа								
	До 20	• 30	40	50	60	90	120	140	Более 150
До 200	120*	100	80	60					
	40	35	25	20					
400	160	140	120	100	100				
	50	40	35	30	25				
600	210	190	170	150	130	100	90		
	60	35	50	45	40	35	30		
800	230	210	190	170	150	420	НО	90	
	70	60	65	50	45	40	35	30	
1000	250	230	210	190	170	160	140	НО	90
	90	80	75	70	60	50	45	40	35
1200	280	260	240	220	190	180	160	140	НО
	95	85	80	75	65	55	50	45	40
1500	320	290	270	250	230	210	190	160	130
	100	95	90	85	75	65	60	50	45

* В числителе значения для подрабатываемых выработок, в знаменателе —для надрабатываемых.
Рис. 57. Характер деформирования
налегающей толщи пород с подра-
батываемыми выработками над
центрально!! частью закладочного
массива в зависимости от пролета
подработки:

Рис. 58. Деформирование пород
кровли рудного тела с подра-
батываемыми выработками при
переходе в зону подработки в
зависимости от расстояния до
фронта очистных работ

Рис. 60. Схемы расположения надрабаты-
ваемых выработок:

/ - деформкропание пород высотой до 50 м
от кроили рудного тела: 2— го же. в интервале
50 --100 м .

6 12 18 2k 30 п,т,м

а — выработки,, подвергшиеся полной надработке;

6 — оказавшиеся после надработки под кромкой
очистного пространства; в — расположенные под руд-

ными целиками

Рис. 59. Графики для опре-
деления коэффициентов /(,,
и Л5„:

/-—зависимость /<„ от л; 2 — Л',„ от гп

Рис. 61. Распространение зон
разгрузки в почве отрабатывае-
мого рудного тела:

1 —на глубинах 500—600 м; 2 — в интер-
вале 900—1200 м

Рис. 62. Зависимости влияния
надработки от пролета вырабо-
танного пространства на участки
выработок, расположенные под
центральной частью выемки:

1, 3—соответственно на глубинах 500—
800 м и 900—1200 м; 2, 4 — пригрузка на
выработки через закладку от сдвижения
пород соответственно на глубинах 500—
600 м н 900—1200 м
горизонтальными и вертикальными узлами податливости согласно
рекомендациям ВНИМИ. Выработки с указанным видом к,репи
располагать не ближе 20—30 м от рудного тела. ЦQ г4 —

7.	Для вновь подготавливаемых горизонтов, еслй исполь-
зуются жесткие виды крепи, выработки в надрабатываемом
массиве следует располагать за пределами зоны существенного
влияния очистных работ, но не ближе, чем по табл. 30 при раз-
витых пролетах подработки. Данные табл. 30 корректируют,
умножая их на коэффициент влияния мощности отрабатываемой
рудной залежи Кт (см. рис. 59).

8.	Если выработки" расположены под выработанным прост-
ранством, то рациональна схема, при которой выработка удалена
от границ очистных работ в сторону выработанного простран-
ства не менее чем на расстояние между выработанным простран-
ством и выработкой.

9.	Предварительная надработка значительно улучшает усло-
вия поддержания выработок, при этом параметры надработки
определяются следующими величинами: расстояние между охра-
няемой и надрабатывающей выработками и ширина надрабаты-
вающей выработки должны быть не менее ЗЬ (Ь — ширина охра-
няемой выработки). При переходе фронтом работ параллельных
ему надрабатываемых выработок выполняют следующие меро-
приятия, позволяющие снизить концентрацию напряжений во
вмещающих породах (рудах) до 30%. Над выработкой в рудном
теле создают защитные слои путем проходки параллельных вы-
работок через податливые целики размером не более 4 м. Предва-
рительно в стенках охраняемой выработки (ближе к почве) взры-
вают камуфлетные заряды; при необходимости усиливают крепь,
сохраняя указанные параметры надработки. При этом обеспе-
чивают опережение работ по защитному слою на 24—30 м от
выработки; очистные работы в лентах ведут с погашением выра-
боток и целиков в защитном слое.

10.	В процессе длительной эксплуатации целесообразно под-
держивать выработки в несколько стадий с применением по-
датливых штанг конструкции . ВНИМИ—НГМК?

I — до начала влияния очистных работ. Выработки поддержи-
вают облегченными видами крепи (набрызг-бетон с податливыми
штангами, податливые штанги с металлической сварной решеткой
в сочетании с набрызг-бетоном или без него);

II—в период активного влияния на выработки очистных
работ. Выработки поддерживают усиленной комбинированной
крепью (податливые штанги с металлической сварной решеткой
и набрызг-бетоном; в некоторых случаях потребуется дополни-
тельное применение подхватов или стяжек под штанги);

III — при затухании процесса разрушения пород вокруг вы-
работок по мере удаления фронта очистных работ. Проводят
работы по восстановлению набрызг-бетона и тампонажу рас-
слоившихся пород. Образуют вокруг выработки породобетонную
оболочку с забетонированными штангами.
25. Крепление и поддержание сопряжений и выработок,
большого сечения (пролетом более 6 м)'

1.	Способы поддержания и параметры крепи сопряжений и
выработок большого сечения принимают в соответствии с клас-
сификацией нарушенности пород и руд.

2.	Кровлю сопряжений в средне-, сильно- и весьма сильно-
нарушенных породах и рудах выполняют, как правило, сводчатой
формы. Плоская кровля допускается при максимальном пролете
сопряжения менее 6 м.

3.	Проведение сопряжений и выработок большого сечения в
породах и рудах слабой и средней нарушенности можно произ-
водить полным сечением на временной крепи. В породах и рудах
сильной и весьма сильной нарушенности целесообразно перво-
начально пройти выработку небольшой ширины с обнажением
кровли сопряжения до проектного-сечения и закрепить породы
кровли кустами предварительно напряженных анкеров (ПНА),
рис. 63. Затем расширить сопряжение до проектных размеров и
одновременно возвести временную крепь.

Постоянная крепь устанавливается по паспорту, утвержден-
ному главным инженером предприятия.

4.	Пересечение выработок под углом менее 60° не рационально.
Для проведения сопряжений следует применять гладкое взры-
вание.

5.	Крепь сопряжений выбирают, исходя из максимального
пролета, определяемого по наибольшей площади промежуточных
сечений сопряжения.

6.	Основными геометрическими параметрами сопряжений,
необходимыми для составления паспортов крепления, являются
максимальный пролет сопряжений Lmax и размеры зон влияния
сопряжений на сопрягающиеся выработки Д, Д>, Lz при раз-
личных углах примыкания, ответвления или пересечения вы-
работок 0; ширина сопрягающихся выработок соответственно
а и /?, нарушенность вмещающих пород и руд и их физико-
механические свойства, а также действующее поле напряжений
вблизи выработок. На схемах (рис. 64) заштрихованы области,
которые следует считать сопряжениями горных выработок:

—	остроугольные ответвления и ответвление' по кривой
(схема А);

—	развилка под углом и развилка по кривым (схема Б);

—	прямоугольное пересечение (схема Г);

—	прямоугольное ответвление (схема В); '

—	остроугольное пересечение (схема Д);

—	остроугольное, прямоугольное и тупоугольное примыкание
(схема Е);

—	разнесенные двусторонние и односторонние ответвления
или пересечения (схема Ж);
Рис. 63. Крепление сопряжений и выработок большого
. сечения кустами предварительно напряженных анкеров
(ПНА):

а — разрез по выработке; б—кусты ПНА в массиве; / — напряженные
анкеры, 2 — несущие породные столбы, образованные кустами ПНА,
3 — подхват; 4— граница зоны неупругих деформаций; 5— усиленная
комбинированная крег)ь

7.	Сопряжения с примыканием выработок по криволинейной
траектории рассчитывают так же, как по прямолинейной, т. е.
с примыканием под некоторым углом. Так, при расчете геометри-
ческих параметров криволинейные ответвления с радиусом закруг-
ления пути, равным 8, 12 и 20 м, соответствуют остроугольным
ответвлениям с углами примыкания 0 — 60; 45; 30°, а развилка
по кривым с радиусами 8, 12 и 20 м — сумме углов соответ-
ствующих остроугольных ответвлений.

8.	Максимальный пролет сопряжений Lmax определяется
(табл. 31) следующим образом:

— для схем А, Б (при 0^90°), Д, Е (остроугольное при-
мыкание), Ж (остроугольные ответвления и пересечения, ответвления
по кривой) как расстояние между стенками выработки по ди-
нии, касательной к вершине острого угла сопряжения и перпен-
дикулярной к его биссектрисе;

—	для схемы Б (при 180°	0> 90°) как расстояние по оси

выработки с пролетом а до вершины тупого утла 0, это рас-
стояние равно	где с = а при a/b> 1 и с = а/2 при

—	для схем В, Ж (прямоугольные ответвления) как сумма

+ где с — b при а/b С i и с = Ь/(2 при a/b> 1;

-для схем Г, Ж (прямоугольные пересечения) как сумма
(о 4- b к

-- для схемы Е (прямоугольное примыкание) как сумма (а Ц- с),
где с — /э/3 при а/b > 1: и сумма (Ь + с}* где с = а/3 при
a/b [; тупоугольное примыкание — как сумма {а + с),

Рис. 64. Схемы сопряжений выработок
Окончание рис 64
Отношение пролетов	Дл	схем А и Д. градус		Для схемы Б. градхс			Схемы		Схема Е. примыкание		
сопрягаю- щихся вы- работок а/Ь	30	45	60	30— 60	60-90	90- 180	В	г	остро- угольное	прямо- угольное	тупо- угольное
0,5	1,04(<2 + 6)	1.1(а + Ь)	1,2(62 + 6)	1,5{а 4- Ь)	1,9(62 +'6)	67/2 4- 6	а 4- b	а 4- 6	а 4- /1	6 + 67/3	b + 67/4
									COS 0/2		
0,75	1,04(62 + Ь]	1,1(б1 + 6)	1,2(а + Ь)	1,3(б2 4~ Ь)	1,6(62 4- Ь)	а/2-\-Ь	а 4- /1	а 4- b	62 4“ /1	/7 4- 62/3	6 +67/4
									cos 0/2		
1,00	1,04(62 + 6)	1,1(62 4- 6)	1,2(а 4- />)	1.2(0 4- 6)	1,25(6? 4- Ь)	ci/2 4- /1	а 4- /1	а -|- b	а 4- /1	/74-й/з	6 + 67/4
									cos 0/2		
1,25	1,04(а + 6.)	1,1(62 + Ь)	1.2(о+ 6)	1,1(62 4-/4	1,20(6? 4- 6)	а 4- 6	62 4- 6/2	а 4- 6	62 4- /i	a + 6/3	67 + 6/4
									cos 0/2		
1,5	1,04(62 + Ь)	U(62 + ^)	1.2(а + Ь)	а 4- b	l,l(6i-F/i)	62 4~ /1	62 4-/1/2	а 4- 6	а 4- 6	62 4- 6/3	a + 6/4
									cos 0/2		
1,75	1,04(61 + 6)	1,1(62 + Ь)	1,2(а + &)	а 4- b	а 4- b	а 4- 6	62 4-/1/2	62 4~ /1	a 4- b	67 4- b-/3	62 + 6/4
									cos 0/2		
2,0	1,04(62 Ч- д)	Ы(б2 + 6)	1.2(а + Ь)	а +b	а 4- /1	а 4- b	614-/1/2	а 4- 6	a 4- b	62 + 6/3	62 + 6/4
				1					cos 0/2		
где с = д/4 при a/b > 1, сумма (а + с), где с = а/4 при а/b 1.

9.	Для рудников «Октябрьский» и «Таймырский» величины
параметров Д, L<>, L-s при проведении и поддержании сопряжений
в слабо- и средненарушенных породах и рудах принимают:

—	для схем А; Б, В, Г, Д, Е по графикам рис. 65;

—	для схемы Ж в соответствии с сочетанием применяемых
схем по графикам рис. 65 при условии Lo 0. Если Lo < 0, ве-
личины параметров возрастают, их определяют для каждого
конкретного случая, не допуская образования целиков предель-
ных размеров между выработками.

При проведении и поддержании сопряжений в породах и
рудах сильной и весьма сильной нарушенности полученные по
графикам рис. 65 величины Li и L2 следует умножить на коэф-
фициент 1,3—1,5, а Тз на 1,2—1,3 (ббпьшая величина коэффи-
циента соответствует весьма сильной нарушенности пород и руд),.

Для рудников «Маяк» и «Комсомольский» величины пара-
метров. Л1, Л2 и L3 при проведении и поддержании сопряжений
в слабо- и средненарушенных породах и рудах принимают по
графикам (см. рйс. 65), умножив на коэффициент 0,6—0,7, а в по-
родах и рудах сильной и весьма сильной нарушенности только
по указанным графикам.

10.	Вид и параметры крепи сопряжений и выработок большого
сечения в зоне существенного вдияния очистных работ прини-
мают по табл. 32. При планируемом расширении сопряжений
первоначально устанавливаемая крепь должна соответствовать
параметрам для максимальных размеров сопряжений после
расширения.

11.	Допускается применять в опытном порядке в зоне суще-
ственного влияния очистных работ в надрабатываемом массиве
крепь сопряжений и выработок большого сечения из монолитного
железобетона с горизонтальными и вертикальными узлами подат-
ливости конструкции ВНИМИ. Сопряжения выработок с указан-
ными видами крепи располагают не ближе 20—30 м от разрабаты-
ваемого рудного тела.	;

12.	Число кустов ПНА/ их расположение и длину анкеров пре-
дусматривать исходя из условия, чтобы пролет между кустом
ПНА и стенкой выработки или соседними кустами не превышал
величин, указанных в табл. 33.

26.	Проведение и крепление восстающих выработок

1.	Основой для выбора крепи восстающих выработок, про-
водимых и поддерживаемых как в зоне влияния очистных работ,
так и вне ее, служит классификация пород и руд по устойчивости,
приведенная в табл. 34.

2.	Классификация пород и руд по устойчивости (см. табл. 34)
распространяется на восстающие выработки сечением не более
5 м2, если их проводят в зоне влияния очистных работ, и не более
7 м2 при проходке.вне зоны.
а/6

1 18
Вид крепи

Параметры крепи

Примечавня

Слабая нарушенность

Комбинированная крепь из
штанг и набрызг-бетона

Средняя нарушенность

Комбинированная крепь из
штанг, металлической решетки и
набрызг-бетона по кровле и бо-
кам

Комбинированная крепь из
штанг, кустов-ПНА, металли-
ческой решетки и набрызг-бето-
на по кровле и бокам

Глубина штангования 2,2—3,6 м, сетка штанго-
вания 0,5 X 0.5 м, набрызг-бетон 3—5 см

Глубина штангования 2,2—3,6 м, сетка штанго-
вания 0,5X0,5 м. Глубина штангования в боках
1,7—2,2 м по сетке 0,7 X 0,7 м, набрызг-бетон 3—
5 см, расстояние от почвы до нижнего ряда
штанг—0,5 м

Глубина штангования в кровле 2,2—3,6 м, сетка
штангования 0,7X0,7 м, длина ПНА 0,8 Лтзх,
глубина штангования в боках 1,7—2,2 м по сетке
0,7X0,7 м, набрызг-бетон 3—5 см. Расстояния от
почвы до нижнего ряда штанг 0,3—0,5 м

Куст ПНА состоит из четырех расходящихся ан-
керов, установленных в скважинах, пробуренных
в кровле по сетке 1 X 1 м, образующих в простран-
стве четырехгранную пирамиду с широким осно-
ванием вверху. Угол наклона анкеров около 30° к
вертикали; усилие натяжения 5—10 тс. У основа-
ния куста ПНА укладывают в два слоя металли-
ческую решетку. Анкеры в кусте бетонируют

Кусты ПНА устанавливают по мере расширения
сопряжения (выработки) до проектного сечения
Кровлю и бока выработки крепят штангами, ме-
таллической решеткой и подхватами

Сильная нарушенность

Комбинированная крепь из
штанг, металлической решетки,
кустов ПНА и набрызг-бетона
по кровле.

Податливая поддерживающая
крепь

Глубина штангования 2,2—3,6 м. Сетка штанго-
вания 0,5x0,5 м. Длина ПНА 0,8 Lmax, глубина
штангования в боках 1,7—2,2 м, по сетке 0,5X
Х0,5 м, набрызг-бетон 3—5 см. Расстояние от
почвы до нижнего ряда штанг 0,5 м.

По проекту

Металлические подхваты устанавливают под две
или три штанги, обеспечивая пересечение ими ос-
новных плоскостей ослабления пород.

Металлическая сварная решетка из проволоки
диаметром 4—6 мм с ячеей не менее 50x50 мм.
Окончание табл. 32

Вид крепи	Параметры крепи	Примечания
Весьма сильная нарушенность  Податливая поддерживающая крепь  Комбинированная крепь из двух рядов штанг, кустов ПНА, ме- таллической решетки, металли- ческих подхватов и набрызг-бе- тона, крепление по кровле в две фазы, в боках в одну фазу	По проекту  Глубина штангования первой фазы (первого ря- да) 2,2—3,6 м, сетка штангования 0,5X0,5 м, глубина штангования второго ряда 0,5Lmax по сетке 1 X 1 м, металлическая решетка и набрызг- бетон по штангам i-й и 2-й фаз. В боках глубина штангования 1,7—2,2 м по сетке 0,5X0,5 м. Ме- таллические подхваты по кровле и бокам из швеллера № 14—18, спецпрофиля СВП—17; 19; 27 или металлической полосы толщиной 5—10 мм. Набрызг-бетон толщиной 5—7 см. Длина ПНА 0.8£mex	Штанги первого и второго ряде устанавливают в шахматном порядке.  Сооружение сопряжений в породах весьма силь- ной нарушенности допускается при условии пред- варительного упрочнения пород или по специаль- ному проекту.  При установке нескольких кустов ПНА их разме- щают таким образом, чтобы концы столбов, об- разованные ПНА, пересекались в массиве за пре- делами контура пород, склонных к обрушению. Максимальные величины параметров крепи при- нимают для больших пролетов  При нарушении слоя набрызг-бетонной крепи в процессе эксплуатации сопряжения периодически производить его восстановление.
Максимальный пролет сопряжения (выработки), м

кустов ПНА	7	8	9	10	11	12
Глубина заштангован- ных пород в кровле вы- работки, м . . . .	5,6	6,4	7,2	8,0	8,8	9,6
Длина скважин ПНА, м		6,5	7,4	8,3	9,2	10,2	11,0
Допустимый пролет* между кустом ПНА и стенкой выработки, м	2—3	2—3	2—3	2,5—3,5	3—3,5	3—3,5
Допустимый пролет между кустами ПНА, м	3—4	3,5—4,5	3,5—4,5	3,5—4,5	3,5—4,5	3,5—4,5

• Меньшие значения соответствуют условиям сооружения сопряжений (выработок) в породах
сильной и весьма сильной нарушенности.

3.	Для того, чтобы выбрать место заложения восстающего
и способ его проведения, геологическая служба определяем на-
личие по длине выработки участков неустойчивых пород и их
мощность.

4.	Восстающие выработки в устойчивых и слабоустойчивых
породах и рудах проводят, как правило, снизу вверх мелко-
шпуровым способом. При обеспечении устойчивости породных
и рудных обнажений восстающие выработки свыше 20 м целесооб-
разно проводить с помощью КПВ.

5.	Восстающие выработки по неустойчивым.породам и рудам
с присутствием людей в забое проводят по специальным проектам
института «Норил ьскпроект», предусматривающим предвари-
тельное упрочнение пород или надежную защиту людей от об-
рушений, а также с помощью буровых машин типа «Робинс».

6.	При ожидаемом пересечении восстающего с зоной текто-
нических нарушений не менее, чем за 10 м до нарушения бурят*
опережающую скважину для уточнения мощности зоны раз-
дробленных пород посредством отбора керна или геофизическими
методами.

7.	В устойчивых породах и рудах допускается проведение
и поддержание восстающих выработок без крепи. Ходовые вос-
стающие, служащие запасными выходами, необходимо крепить
набрызг-бетоном толщиной 2—5 .см после сбойки с горизонтом.

8.	В слабоустойчивых породах и рудах восстающие (рудо-
спуски, ходовые, рудоперепуски, вентиляционные восстающие,
грузоподъемники’^' проводят*"!..поддерживают с креплением,

предусматривая в зависимости от их назначения и срока под-
держания в качестве постоянной крепи:

—	штанговую крепь по сетке от 0,5 X 0,5 до 1 X 1 ми глубиной
штангования 1,2—2 м;

—	набрызг-бетон толщиной 2—5 см;
Нарушенность пород и руд	Основная форма элементарного блока	Наличие ослабляющих минера- лов по трещинам	Максимальная протя- женность трещин, проходящих под углом менее 45° к осн вос- стающего	Характер поведения пород после их обнажения в выработках
Слабая и средняя	Плитчатая, прямоуголь-	Устойчивые  Только по одной пологой	Около 2 М	Длительное время находятся в
Любая (кроме раздроб-	ная, призматическая  Параллелепипедная,	системе трещин  Слабоустойчивые По одной-двум крутопа	Около 4 М	устойчивом состоянии  После обнажения и по мере под-
ленных)  Весьма сильная (раз-	ромбоэдрическая, линзо- видная  Чешуйчатая, осколь-	дающим системам тре- щин (более 45е)  Неустойчивые  По всем крутопадающим	Более 4 м	вигания забоя наблюдаются от- дельные отслоения, сколы, выва- лы с кровли и боков выработки  Полное обрушение пород и руд
дробленные)	чатая и т. п.	(более 45°) и наклонным трещинам		с кровли и боков выработки вслед за подвиганием забоя

Примечания: I. При оценке устойчивости следует применять данную классификацию комплексно (в конкретную категорию должно попадать не менее трех
показателей, приведенных в таблице). 2. Породы и руды при постоянной повышенной обводненности (капеж, фильтрация по трещинам и т. п.) могут быть переведены
на категорию ниже. 3. Локальные отслоения за счет заколообраэбвания возможны в породах и рудах любой категории.
—	комбинированную крепь из штанг и набрызг-бетона или
штанг с металлической сеткой или сварной решеткой'с ячейками
от 50X50 мм до ЮОХЮО мм и диаметром проволоки 4—6 мм
в сочетании с набрызг-бетоном или без него;

—	монолитный бетон;

—	деревянную венцовую крепь;

—	металлическую крепь.

Вид и параметры крепи рудоспусков и рудоперепусков вы-
бирают также по условиям абразивного действия руды на крепь
выработки (при сроке службы рудоспуска три года и производи-
тельности 500 тыс. т в год толщина его металлической, футеровки .
должна быть не менее 30 мм).

9.	Чтобы состояние забоя восстающего при его проведении
было устойчивым целесообразно:

—	придавать забою сводчатую форму путем применения со-
ответствующих паспортов БВР;

—	устанавливать опережающее крепление штангами по бокам
выработки;

—	выполнять опережающее упрочнение пород путем це-
ментации или с использованием синтетических смол способом
взрывоинъекции по методу ВНИМИ—НГМК

10.	В случае, видимых признаков проявлений горного дав-
ления в динамической форме (шелушение и интенсивное заколо-
образование) вести горные работы по проходке восстающих до-
пускается с учетом п. 12 разд. 20 и соблюдением следующих
дополнительных мероприятий:

—	после взрывных работ в течение 6—8 ч людям запре-
щается находиться в восстающем забое: работа в нем допускается
после полного прекращения процесса интенсивного заколообра-
зования;

—	кровле забоя необходимо придавать куполообразную
(сводчатую) форму, применяя для этого соответствующие пас-
порта БВР;

—	поперечному сечению восстающего следует придавать эл-
липсовидную форму с расположением большей оси в направлении
очагов шелушения или интенсивного заколообразования; соотно-
шение осей эллипса должно составлять 1,3—1,5.

11.	При проявлении стреляний пород и руд из забоя или
стенок выработки необходима безлюдная проходка восстающего.

12.	При проведении и поддержании временных восстающих,
служащих запасными выходами из очистного забоя, следует
руководствоваться пп. 1 —11 разд. 26.

13.	Сопряжения временных ходовых восстающих с разве-
дочными ортами и слоями на участках слабо- и средненару-
шенных руд и пород допускается не крепить при устойчивом
состоянии обнажений.

В сильнонарушенных породах и рудах сопряжения восстаю-
щих проводят и поддерживают с креплением по паспортам,
утвержденным главным инженером предприятия. В зависимости
от состояния обнажений, применяют комбинированную крепь из
железобетонных штанг (по сетке 0,8X0,8—1X1 м, глубиной
штангования 1,7 м) в сочетании с набрызг-бетоном толщиной
2—3 см и металлической решеткой с ячейками 50—150 мм и
диаметром проволоки 4—6 мм.

14.	Место проведения и способ поддержания временных вос-
стающих и их сопряжений, служащих запасными выходами
из отрабатываемых слоев, определяют локальным проектом на
отработку ленты. Не следует устраивать запасные выходы на
участках весьма сильнонарушенных пород и руд; в зонах текто-
нических нарушений.
ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение...........................................................  3

Структурные особенности и механические свойства руд и пород ....	4

1.	Основные черты геологического строения и тектоники месторождений 4

2.	Методика изучения структурных особенностей месторождений для целей .
горной геомеханики . . . . '.......................................  9

3.	Классификация руд и пород по нарушенности. Условия устойчивости
руд и пород в обнажениях........................................... 14

4.	Механические свойства руд и пород............................... 16

Горно-геомеханическая характеристика сплошных систем разработки
с твердеющей закладкой на рудниках Талнахского рудного узла ...	23

5.	Напряженно-деформированное состояние горного и искусственного мас-
сивов при отработке мощных пологопадающих рудных залежей сплош-
ными системами разработки с твердеющей закладкой................... 24

6.	Горно-геомеханическая характеристика сплошных слоевых систем раз-
работки ........................................................... 28

7.	Горно-геомеханическая характеристика сплошных камерных систем
разработки	....... ............................................ 33

8.	Горно-геомеханическая характеристика сплошной системы разработки
с временными рудными целиками................................ 38

Порядок выемки и параметры основных конструктивных элементов
сплошных систем разработки*.................................... 41

9.	Основные положения.................................. 41

10.	Порядок разработки различных промышленных	типов	руд........... 45

11.	Порядок отработки и параметры выработок защитного слоя (над-
рабатывающего горизонта).......................................... 47

12.	Нисходящий порядок выемки слоев................................ 52

13.	Восходящий и комбинированный порядки выемки	слоев.......... 57

14.	Система разработки с временными целиками....................... 61

15.	Сплошная камерная система разработки........................... 65

Технические требования к твердеющей закладке при сплошных системах
разработки.................................................... 66

16.	Общие положения................................................ 66

17.	Физико-механические характеристики твердеющей	закладки......... 69

18.	Нормативная прочность закладки для различно ориентированных об-
нажений ...................................................., . .	74

19.	Способы повышения несущей способности искусственной кровли ...	77

Охрана и поддержание подготовительных и нарезных выработок ...	81

20.	Условия поддержания выработок при отработке мощных иологопадаю-
щих залежей . .	.................................. . . . .	81

21.	Охрана и поддержание выработок в сплошных рудах и твердеющей
закладке.................................................... 91

22.	Прогноз проявлений горного давления в выработках, пройденных вблизи
тектонических нарушений........................................... 100

23.	Охрана и поддержание выработок в подрабатываемом массиве . ...	103

24.	Охрана и поддержание выработок в надрабатываемом массиве ....	105

25.	Крепление и поддержание сопряжений и выработок большого сечения
(пролетом более 6м)..............................................  112

26.	Проведение и крепление восстающих выработок .................. 117
СОСТАВИТЕЛИ

В. Д. Палий, В. Н. Рева, Ю. С. Афанасьев, А. П. Белоусов, В. П. Егорова,
Г. Ковтун, Е. С. Смелянский, В. А. Смирнов, Л. А. Спирин, В. С. Троицкий,
А. Цветков (ВНИМИ); В. В. Арбатских, В. В. Аршавский, М. И. Богданов,
Г. Воробьев, В. Г. Дзускаев, В. С. Левин, Р. С. Мурзонаев, Л. Г. Рябов,
К- Самусенко, В. В. Семенов, А. П. Серый, A. J1. Тапсиев, Г. А. Тапсиев,
И. Фокин, И. 3. Хасанов (НГМК)

Редактор Е. М. Платонова
Технический редактор Л. Г. Образцова
Корректор Ю. Б. Есельсон
Оператор ФИВ-1000 Т. В. Цховребова

Сдано в набор 10.03.87 г. Подписано к печати 31.12.87 г. М-44866
Формат бумаги 60Х-Ю/16. Печ. л. 8. Уч.-изд. л. 7,5.

Тираж 300. Заказ 18. Цена 50 к.

Печатный цех ВНИМИ
УДК 622.831.24: [622.34'3/'9:622.273.214.4]

Методические указания по управлению горным давлением при
сплошных системах разработки с твердеющей закладкой на рудниках
Норильского ГМК. — Л., 1987. — 126 с. (М-во угольной пром-сти СССР.
Всесоюз. ордена Трудового Красного Знамени науч.-исслед. ин-т горн,
геомех. и маркшейд. дела).

СПЛОШНЫЕ, ВКРАПЛЕННЫЕ «МЕДИСТЫЕ» РУДЫ; ТЕКТО-
НИЧЕСКИЕ НАРУШЕНИЯ; МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОРОД.
И ТВЕРДЕЮЩЕЙ ЗАКЛАДКИ; УПРАВЛЕНИЕ ГОРНЫМ ДАВЛЕ-
НИЕМ; СПЛОШНАЯ СЛОЕВАЯ, КАМЕРНАЯ И С ВРЕМЕННЫМИ
ЦЕЛИКАМИ СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ; ВОСХОДЯЩИЙ, НИСХО-
ДЯЩИЙ ПОРЯДКИ ВЫЕМКИ СЛОЕВ; НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИ-
РОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ГОРНОГО И ИСКУССТВЕННОГО МАС-
СИВОВ; КРЕПЬ ВЫРАБОТОК, ЗОНА ОПОРНОГО ДАВЛЕНИЯ;
ПОДРАБОТКА, НАДРАБОТКА, ОХРАНА И ПОДДЕРЖАНИЕ ВЫ-
РАБОТОК

Даны рекомендации по оценке нарушенности и механических свойств
пород и твердеющей закладки. Охарактеризованы основные варианты
сплошных систем разработки с твердеющей закладкой и напряженно-
деформированное состояние горного и искусственного массивов при
использовании этих систем. Показано влияние тектонических нарушений
на напряженно-деформированное состояние. Рассмотрен порядок от-
работки рудных залежей, методика определения параметров основных
конструктивных элементов систем разработки и нормативной прочности
твердеющей закладки, порядок выемки различных промышленных типов
руд, способы и параметры охраны и поддержания подготовительных
и нарезных выработок.

Методические указания предназначены в качестве пособия при
проектировании, строительстве и эксплуатации подземных рудников
Норильского ГМК и других горно-добывающих предприятий, приме-
няющих сплошные системы разработки с твердеющей закладкой.

Ил. 65, табл. 34.