Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ современного состояния изученности воп роса мелкоамплитудной тектоники угольных место рождений в связи с комплексно-механизированной их отработкой 9
1.1. Горно-геологические факторы, определяющие эффективность применения угледобывающих комплексов 11
1.2. Существующие классификации разрывных нарушений по их протяженности и амплитуде смещения 20
1.3. Краткий анализ показателей степени тектонической нарушенноети угольных пластов 23
1.4. Существующие методы выявления разрывных нарушений 28
1.5. Задачи и методы исследований 37
2. Установление влияния горно-геологических усло вий на эффективность использования комплексов .. 39
2.1. Краткое геологичеокое описание Донецко-Макеевского района 39
2.2. Тектоника района 44
2.3. Изменение горно-геологических условий в связи с увеличением глубины отработки и перспективы использования комплексной механизации 48
2.4. Анализ влияния горно-геологических условий на эффективность использования комплексной механизции 50
2.5. Соотношения между параметрами мелкоамплитудных разрывных нарушений .. 61
2.6. Классификация разрывных нарушений 70
3. Анализ тектонической нарушенности угольных пластов 74
3.1. Определение экономической эффективности применения комплексов в зависимости от длин выемочных полей 74
3.2. Статистическое распределение длин выемочных полей 80
3.3. Оценка степени тектонической нарушенности угольных пластов 89
3.4. Классификация шахтных полей по степени тектонической нарушенности 92
4, Прогнозирование разрывных тектонических нарушений 99
4.1. Основные положения теории образования тектонических разрывов 99
4.2. Группы трещин 103
4.3. Методика наблюдений за трещиноват остью и обработка результатов наблюдений 107
4.4. Прогноз не вскрытых горными выработками нарушений 111
4.4.1. Определение ориентировки разрывных нару
шений 116
4.5. Определение ширины зоны влияния мелкоамплитуд
ных разрывных нарушений 24
Выводы 134
5. Рекомендации по планированию горных работ и по пе реходу разрывных нарушений 136
5.1. Использование данных статистического распреде ления длин ВПП при планировании горных работ 136
5.2. Переход тектонических нарушений комплексами . 138
Заключение 143
Список литературы 145
Приложение 158
- Существующие классификации разрывных нарушений по их протяженности и амплитуде смещения
- Изменение горно-геологических условий в связи с увеличением глубины отработки и перспективы использования комплексной механизации
- Оценка степени тектонической нарушенности угольных пластов
- Методика наблюдений за трещиноват остью и обработка результатов наблюдений
Введение к работе
ХХУІ съезд КПСС в "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на І98І-І985 годы и на период до 1990 года" поставил перед угольной промышленностью задачу обеспечить годовую добычу угля на уровне 770-800 млн. тонн. Дальнейшее увеличение добычи угля предусматривается за счет концентрации производства и увеличения нагрузки на очистной забой, что, в свою очередь, зависит от повышения эффективности эксплуатации выемочной техники и, главным образом, механизированных комплексов.
Учитывая то, что на участках с благоприятными горно-геологическими условиями залегания пластов внедрение средств комплексной механизации практически завершено, почти весь прирост добычи угля намечено осуществлять за счет применения комплексов в сложных горно-геологических условиях.
Наличие сложных тектонических структур, довольно часто сопровождаясь внезапными выбросами угля и газа создает определенные трудности в использовании механизированных крепей и комплексов. Особенно большое влияние а эффективность работы комплексов оказывают тектонические нарушения, не выявленные в процессе детальной разведки. Неожиданная встреча тектонических нарушений ведет к резкому снижению производительности труда, а иногда к остановке очистного забоя и демонтажу комплекса. Запасы, расположенные в зонах проявления геологических нарушений, списываются с баланса шахты из-за нецелесообразности или невозможности их отработки. Поскольку в настоящее время горные работы характеризуются высокой степенью концентрации, ухудшение технико-экономических показателей учаотка, вызванных встречей геологических нарушений, в конечном итоге сказывается и на показателях шахты в целом.
Следовательно, одним из путей повышения эффективности использования комплексов является получение надежной и достоверной информации о горно-геологических условиях отработки запасов угля. Поэтому разработка метода оценки тектонической нарушен-ности угольных пластов для прогнозирования уровня применения комплексов в сложных горно-геологических условиях является актуальной научной задачей.
Цель работы. Установление закономерностей проявления тектонических нарушений угольных пластов Донбасса для разработки метода оценки степени тектонической нарушенности угольных пластов, позволяющего прогнозировать горно-геологические условия отработки запасов угля, что повысит эффективность использования комплексной механизации.
Идея работы заключается в установлении влияния горно-геологических факторов на технико-экономические показатели комплексно-механизированной добычи угля в сложных горно-геологических условиях.
Научные положения, разработанные лично диссертантом и новизна: -установлена впервые степень количественного влияния всех типов геологических нарушений на эффективность работы комплексно-механизированных забоев; -разработан новый метод оценки тектонической нарушенности угольных пластов, отличающийся тем, что учитывается влияние всех тектонических нарушений на технико-экономические показатели добычи угля комплексно-механизированными забоями; -установлено впервые, что ширина зоны содизъюнктивной трешиноватости угольного пласта, примыкающая к мелкоамшштуд-ным разрывным нарушениям, определяется величиной амплитуды смещения этих нарушений.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается: -большим объемом обработки исходной горно-геологической информации из условий обеспечения 95% уровня надежности полученных результатов; -удовлетворительной сходимостью результатов прогноза мелкоамплитудных разрывных нарушений по разработанному методу с данными, полученными при натурных наблюдениях (погрешность не превышает 15%) ; -положительными результатами внедрения "Методических рекомендаций по прогнозированию горно-геологических условий отработки запасов угля".
Значение работы. Научное значение работы заключается в разработке метода оценки степени тектонической нарушенности угольных пластов, развивающего маркшейдерское обеспечение текущего и перспективного планирования горных работ в сложных горно-геологических условиях.
Практическое значение работы заключается в разработке "Методических рекомендаций по прогнозированию горно-геологических условий отработки запасов угля" позволяющих прогнозировать уровень применения комплексной механизации на проектируемых к отработке участках шахтного поля.
Реализация выводов и рекомендаций работы. "Методические рекомендации по прогнозированию горно-геологических условий отработки запасов угля" внедрены на шахте имени А.Ф.Засядько производственного объединения "Донецкутоль" с экономическим эффектом в 47,5 тыс.руб.
Апробация работы. Основные положения ирезультаты работы докладывались на республиканском совещании 'Теологическое и маркшейдерское обслуживание высокопроизводительных комплексно- механизированных забоев" (Торез, 1276 г.) ; на семинарах маркшейдерской секции Донецкого территориального правления (Донецк, 1978 г., 1982 г.) ; научно-технических конференциях ДШ (IS76 г., 1978 г., 1280 г.). В целом работа была долокена на расширенном заседании кафедры маркшеЧерского дела ДІМ.
Публикация. По результатам исследований опубликовано 5 научных статей.
Объем и структура работы, диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и прилонения, изложена на 118 страницах машинописного текста. Содержит 15 рисунков, 20 таблиц и списка литературы из 127 наименований.
Автор выракает искреннюю благодарность профессору, доктору технических наук В.А.Букринскому за научное руководство и помощь, оказанную в выполнении работы.
Существующие классификации разрывных нарушений по их протяженности и амплитуде смещения
В настоящее время существует целый ряд классификаций разрывных тектонических нарушений по их протяженности и величине амплитуды смещения. Это, прежде всего, объясняется тем, что исследователи при разработке классификации, руководствовались различными целями. Так, например, В.М.0мельянович [88]с точки зрения шахтной геологии, т.е. с точки зрения практического изучения геологии угольного месторождения, в зависимости от параметров тектонических нарушений (протяженности и амплитуды), считает возможным все тектонические нарушения условно подразделить на четыре группы, выделив:- основную или крупную тектонику района, т.е. тектонику, определяющую собой основные черты тектонической схемы района или тектонической структуры (наиболее крупные разрывные нарушения и складки);- среднюю тектонику, представляющую собой дальнейшее развитие тектоники района или крупные элементы в тектонической схеме шахтного поля;- мелкую тектонику, представляющую собой мелкие тектонические нарушения, широко развитые на ЕСЄХ шахтных полях;- микротектонику, выражающуюся размерами тектонических форм в десятых долях метра.
П.О. Рыжов [104] по протяженности и амплитуде разрывные нарушения делит на крупные, средние и мелкие. К крупным относятся такие, которые вскрываются геологической съемкой и буровыми работами. К средним - нарушения, вскрываемые эксплуатационной разведкой. Наличие их вызывает необходимость поисков и вскрытия смещенной части залежи, а также новой нарезки очистных забоев. К мелким разрывам относятся такие, которые вскрываются и устанавливаются горными работами, но не вызывают необходимости Е новой нарезке очистных забоев на разрабатываемых нарушенных участках.
К недостаткам этих классификаций следует отнести то, что выделенные группы не сопровождаются количественной характеристикой. Кроме того, по мнению ряда авторов [72] , термином "микротектоника" следует называть мельчайшие разрывы, которые наблюдаются невооруженным глазом или под микроскопом и измеряются миллиметрами или единицами сантиметров.
В.С.Попов и др. [72]считают, что по горно-геологическому значению, протяженности и величине амплитуды разрывы Донецкого бассейна целесообразно подразделить на четыре типа: региональные, крупные, средние, мелкие, в том числе, как подтип, мельчайшие.
К типу региональных относятся сбросы и надвиги, протяженностью от нескольких десятков до 100 км и более, при стратиграфической амплитуде от нескольких сотен метров до 2-3 км.
К типу крупных разрывов относятся надвиги и сбросы, протяженностью не менее 10 км и амплитудой, измеряемой первыми сотнями метров.
К типу средних разрывов следует отнести разрывы, протяженностью от 3 до 10 км с амплитудами более 50 м.
К типу мелких - относятся разрывы, протяженностью менее 3 км и амплитудой от 50 до 15-10 м.К весьма мелким относятся разрывы с амплитудой от 15-10 до I м.К подтипу мельчайшие относят разрывы с амплитудой менее I м.
Данная классификация разработана с точки зрения методики разведки угленосных площадей. Так региональные и крупные разрывы выявляются геологической съемкой и геодезическими работами. Средние - частично геологической съемкой, но, большей частью, устанавливаются разведочным бурением на стадии поисков и предварительной разведки. Мелкие разрывы, в основном, изучаются и дополнительно прослеживаются при детальной разведке на части шахтного поля, предназначенной к отработке. Весьма мелкие разрывы устанавливаются преимущественно в капитальных и подготовительных выработках. Мельчайшие разрывы могут быть выявлены только горными работами, преимущественно очистными.М.В.Гзовский [31] предлагает тектонические разрывы, используемые для реконструкции напряжений, делить на следующие категории:
Применительно к изучению разрывных нарушений в пределах отдельных шахтных полей [102] разрывные нарушения по величине нормальной (стратиграфической) амплитуды делят на мелкоамплитудные, среднеамплитудные и крупноамплитудные. К мелкоамплитудным следует относить нарушения с нормальной амплитудой меньше трех метров, к среднеамплитудным - с нормальной амплитудой в пределах 3-30 м, к крупноамшгитудным - с нормальной амплитудой более 30 м.В работе [70] для систематизации дизъюнктивов их разделяют по величине вертикальной амплитуды смещения уже на пять групп: очень мелкие (Н 0,3 м), мелкие (0,3 $ Н 3 м), средние (Зме Н 30 м), крупные (Н 300 м) и очень крупные (Н 300 м).
Что касается степени влияния разрывных геологических нарушений на работу очистных механизмов, то дизъюнктивы просто делят на две группы - переходимые и непереходимые. Условность такого деления очевидна, так как на эти группы, в основном, делят исходя из опыта очистных забоев. В результате оказывается, что нарушения с одинаковыми элементами залегания могут быть и переходимыми, и непереходимыми очистными работами.Вышеуказанное говорит о необходимости разработки более четкой классификации разрывных тектонических нарушений по их параметрам - протяженности и амплитуде на всех стадиях освоения угольных месторождений.
Изменение горно-геологических условий в связи с увеличением глубины отработки и перспективы использования комплексной механизации
Создание и внедрение комплексной механизации явилось подлинной технической революцией в горном деле. Использование комплексов позволило свести в единый технологический процесс наиболее трудоемкие операции, такие как отбойка, погрузка и транспортировка угля с одновременным креплением выработанного пространства и управлением кровли. Начало внедрения комплексов в угольную промышленность относится к 1950 г. Удельный ЕЄС добычи из забоев с механизированными крепями на шахтах Минуглепрома УССР в 1965 г. составлял 4$. В 1980 году добыча угля в комплексно-механизироЕан-ных забоях с передвижными гидрофицированными крепями составила 60,8$ от всей добычи из очистных забоев с углом падения до 35. В ближайшие годы механизированная добыча должна будет доведена до 300 млн. т_и составит 65$ подземной добычи [93] .
В то же гремя уровень добычи с применением механизированных крепей на шахтах производственного объединения "Донецкуголь" в 1980 году составил 46,3$. Из 194 действующих забоев механизированными комплексами были оборудованы только 64 лавы. Это, прежде всего, объясняется ухудшением горно-геологических условий, в связи с увеличением глубины отработки. Длительная эксплуатация недр района привела к значительному сокращению запасов на выше лежащих горизонтах. В настоящее время в состав производственного объединения "Донецкуголь" входят 22 административные единицы со среднесуточной нагрузкой 2814 т. В объединении нет шахт, работающих на глубине менее 400 м. Шесть шахт работают на глубине до 600 м (средняя глубина разработки 492 м), а остальные работают на глубине свыше 600 м (средняя глубина разработки 939 м). Глубина разработки шахт увеличивается в среднем на 14 м в год.
Для глубоких шахт характерны следующие изменения горногеологических условий.Увеличение газообильности. Глубина залегания верхней границы метановой зоны колеблется от 80 до 500 м. Поэтому практически все шахты относятся к сверхкатегорным по.газу.Увеличение склонности угольных пластов к внезапным выбросам угля и газа и увеличение выбросоопасности пород.
Повышение температуры. Средний геометрический градиент составляет 2,7 на 100 м глубины.
Слабая устойчивость боковых пород. В кровле разрабатываемых пластов в большинстве случаев залегают глинистые сланцы (77%) и реже алевролиты (13$), преимущественно средней крепости. Около 23$ очистных забоеЕ имеют ложную кровлю и 17$ забоев - пучащую почву.
Возрастание удельного веса разрывных тектонических нарушений.Основная часть балансовых запасов угля шахт - новостроек, заключена в тонких пластах. Среднемесячная мощность разрабатываемых пластов, очевидно, снизится до 0,85-0,95 м. В связи с этим важнейшим направлением угольной промышленности является дальнейшее совершенствование техники и технологии выемки тонких пластов, и прежде всего, необходимо расширение области применения механи зированных комплексов с узкозахватными комбайнами и струговыми установками на пластах с мощностью 0,8-1,2 м, внедрение механизированных комплексов на тонких пластах с неустойчивыми кровлями и на тонких пластах с углом падения до 18 градусов, отрабатываемых длинными столбами по падению и восстанию [33] .
Ухудшение горно-геологических условий вызывает нагрузку на забои, оборудованные механизированными комплексами. Однако применение комплексов способствует повышению уровня концентрации горных работ и производства, улучшению некоторых технико-экономических показателей [122] . Таким образом, целесообразность применения комплексов и в слокных горно-геологических условиях очевидна, так как наряду с техническими и экономическими задачами решаются важные социальные проблемы - существенно облегчается труд, повышается его безопасность.
Механизированные комплексы создаются для определенного диапазона горно-геологических условий (мощность пласта, угол падения пласта, устойчивость боковых пород, крепость угля). Постоянство этих условий в пределах Еыемочного поля обеспечивает эффективность использования комплексной механизации. Резкое изменение горно-геологических условий (встреча геологических нарушений) или снижают технико-экономические показатели выемки угля, или вызывают остановку очистных забоев, что приводит к серьезному материальному ущербу (потери на монтаж и демонтаж, на выдачу оборудования, стоимость разрушеных секций крепи и т.д.) и к значительным потерям времени. Данные по стоимости и времени монтажа и демонтажа комплекса КМ-87 по производственному объединению"Донецкуголь" приведены в табл.2.2. Монтаж и демонтаж комплексавыполняет бригада ЦЭМ в составе 30 человек.тябре 1972 года комплекс был демонтирован. Горно-геологические условия отработки лавы следующие.
Лава расположена в зоне коренного изменения диалогического состава вмещающих пород и условий залегания угольного пласта. В нижней части лавы непосредственно под пластом залегает крепкий монолитный песчаник мощностью до 13,5 м. В верхней части лавы песчаник удаляется от пласта, уступая место глинистым породам - аргиллитам и алевролитам, мощность которых достигает 2,5-5 м. Отсутствие прочной естественной связи с песчаником, небольшая мощность глинистых пород и наличие обводненности обуславливает их низкую устойчивость и обрушение на высоту до 2,5-7,0 м. Неблагоприятное сочетание литологических факторов усугубляется наличием тектонических нарушений. Так, в пределах песчаной кровли нормальное залегание пласта нарушается перегибом пласта. Этот перегиб осложнен сбросом с амплитудой смещения до 1,7 м.
Наличие геологических нарушений при малом подвиганий линии забоя приводит к образованию вдоль забоя лавы трещин отрыва, проникающих в массив горных пород на большую глубину. Образование этих трещин в условиях незавершенной посадки ОСНОЕНОЙ кровли сопровождается перегрузкой секций крепления. В результате этого секции крепи М-87 вдавливались в ПОЧЕУ на 0,3-0,5 м. Для передвижки секций производились буро-взрывные работы и подрывка почвы. Сложившаяся картина свидетельствует о несоответствии установленной в лаве крепи данным геологическим условиям.На шахте имени А.Ф.Засядько 4-я западная лава пл. тз уклона № I была оборудована комплексом КМ-87 ДЭН в ноябре 1973 года. В августе 1974 года комплекс был демонтирован. Последние два
Оценка степени тектонической нарушенности угольных пластов
С целью определения возможности применения разработанных показателей для определения степени тектонической нарушенности угольных пластов в условиях Донецко-Макеевского района, производилось определение численных значений показателей, получивших наиболее широкое распространение.
Степень тектонической нарушенности угольных пластов-определялась по формулам (1.7), (1.8) и (1.9). В табл. 3.6 приведены значения показателей нарушенности по каждому из пластоЕ, разрабатываемых шахтой "Куйбышевская1 и, в целом, по шахте. Шахтошгасты приведены в порядке увеличения глубины залегания.
Судя по приведенным данным, наиболее нарушенным является пласт к в . Пласт ti отличается наименьшей степенью тектонической нарушенности. Таким образом, нарушенность шахтопластов, отрабатываемых в пределах технических границ одной шахты, различна, что подтверждается ранее приведенными исследованиями.
При анализе численных значений показателей видное что пока- затель нарушенности Кд меньше других отражает степень тектони ческой нарушенности шахтопластов. Судя по показателям К і и Кд f степень нарушенности пласта к 8 почти вдвое выше нарушенности пласта її Таким образом, применение показателя Кд для определения степени тектонической нарушенности, очевидно, является нецелесообразным.
Сравнивая показатели К і и Кн , можно заметить, что между ними наблюдается зависимость: соотношение между ними примерно одинаково и в среднем Кн —1.5 К і . Поэтому, для определения степени тектонической нарушенности, в дальнейшем использовался показатель К І , учитывая то, что методика нахождения его несколько проще.
Дальнейшие исследования проводились по шахтам "Бутювка-Донецкая" и "Октябрьская" производственного объединения "Донецк уголь". Эти шахты отрабатывают пласт тії "Бутовский", поэтому показатель нарушенности по пласту в то же время является и показателем нарушенности по шахте. Величина-показателя К і по шахтам "Бутовка-Донецкая" и "Октябрьская" соответственно составила 1,4и 1,6 м/га. Значения К і , согласно работе [35] , говорят о возможности полного применения механизированных комплексов, однако, практика работы шахт опровергает этот вывод. Данное несоответствие объясняется тем, что в условиях анализируемых шахт, ос- . новное влияние на преждевременную остановку выемочных механизмов и комплексов оказывают неустойчивость пород кровли, наличие фпек-сурных складок, размывы пласта. Имеющиеся разрывные нарушения существенного влияния на работу выемочных механизмов не оказывают. Коэффициент нарушенности К і , отражая степень дизъюнктивной нарушенности, не учитывает влияния остальных геологических нарушений - изменений мощности пласта, неустойчивости пород кровли и почвы, зон повышенной трещиноватости, флексур, локальных складчатых структур и т.д. Поэтому встает вопрос о применении такого показателя степени тектонической нарушенности, который учитывал бы влияние всех геологических нарушений в условиях Донепко-Макеев-ского района.
Анализ распределения длин выемочных участков по шахте "Бутовская-Донецкая" показал, что число длин ВШ, пригодных к использованию комплексной механизации, составило всего 45% от числа всех выемочных полей, что находится в явном несоответствии с величиной коэффициента нарушенности К і . Анализ распределения длин ВШ по шахте "Октябрьская" показал, что число ВШ, имеющих размеры до 500 м, т.е. не пригодных к использованию комплексов, составляет 51,6$ от числа всех выемочных полей.
Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что для условий Донецко-Макеевского района Донбасса, для оценки степени общей тектонической нарушенности (степени проявления всех тектонических нарушений), наиболее целесообразно использовать дан ные анализа статистического распределения длин выемочных полей по простиранию, В качестве показателя нарушенности предлагается использовать коэффициент К с , определяемый по формуле [ III] :где Я1 - количество выемочных полей, не пригодных к отработке существующими комплексами; Я - количество всех выемочных полей.
Значения коэффициентов К с для пластов Іь , Z\ , ke и в целом по шахте "Куйбышевская" составили соответственно 59,6; 55,1; 62,9 и 59,2. Анализируя полученные значения коэффициента нарушенности К с , можно заключить, что степень тектонической нарушенности по каждому из пластов, по сравнению с выводами, полученными на основе анализа коэффициента нарушенности К і по соответствующим пластам, отличается весьма незначительно. Это объясняется тем, что почти все остановки очистных забоев произошли вследствие встречи лавами разрывных нарушений. Таким образом, взаимосвязь между коэффициентами К с и К і может существовать лишь на участках, пораженных преимущественно разрывными геологическими нарушениями.
Предлагаемый показатель можно применять для оценки степени тектонической нарушенности угольных пластов на разных шахтах, участках, горизонтах. В качестве исходной документации могут служить планы горных выработок масштаба 1:2000 или 1:5000.
Наряду с разработкой показателей степени тектонической нару шенности угольных пластов разрабатываются и классификации шахтных полей на основе предлагаемых показателей.
Так, в работе [84] шахтные поля Карагандинского бассейна по степени тектонической нарушенности разделены на 4 типа: I -не нарушенные; П - слабонарушенные; Ш - нарушенные; ІУ - сильно-нарушенные.
За основной признак, по которому произведена классификация, принят показатель изменчивости угла падения пласта, определенный по формуле:где б - среднее значение интервала, принятого при группировке утлов падения пластов; бср - средневзвешенное значение угла падения .пласта на шахтном поле, градус; тп - частота наблюдений.
Для наблюдений использовались углы падения, нанесенные на планы горных выработок, масштаба 1:2000. Этот показатель характеризует преимущественно плнкативную нарушенность угольных пластов.
На основе количественной оценки дизъюнктивной нарушенности угольных пластов, ВНИМИ [ 71] предлагает делить шахтные поля Кузнецкого и Карагандинского бассейнов на четыре группы сложности:коэффициент дизъюнктивной нарушенности К і , тесно связанный с технико-экономическими показателями добычи угля и полнотой
Методика наблюдений за трещиноват остью и обработка результатов наблюдений
Наблюдение за трещиноватостью, в основном, производилось по методике, приведенной в работе [ 3 ] , и сводилось к следующему.
Перед производством наблюдений подготовительный и очистные забои осматривались и намечались места замеров через каждые 10-15 м по падению лавы. В каждой точке замера выбирался участок,площадью 1-2 м , т.е. квадрат, сторона которого равна мощностиучастка производились замеры элементов залегания тектонических трещин.
Наряду с замером элементов залегания определялось количество трещин, приходящихся на I м, их длина и степень раскрытия.
По протяженности выделяют крупные трещины - не менееI M, средние - 0,5 M и мелкие, протяженностью до 0,5 м.
По ширине трещины делятся на открытые, расстояние между стенками которых более 0,8 мм, закрытые с шириной 0,5-0,8 мм и "волосяные", ширина которых менее 0,5 мм. Есть также трещины невидимые глазом, но и они определяют возможность пласта раскалываться в том же направлении.
Таким образом, размеры отдельноетей могут колебаться от одного до нескольких дециметров, которые, в свою очередь, могут делиться на более мелкие части.
Чтобы иметь возможность определить степень проявления отдельных систем трещин, их частоту, замерялись трещины одного порядка. Наиболее удобными являются трещины, ограничивающие дециметровые отдельности. Они обычно секут весь пласт или его пачки и более четко выражены.
Системы трещин разного генезиса выявлялись разным количеством замеров. Для определения средних значений элементов залегания эндогенных трещин, которые отличаются относительным постоянством этих элементов, производили измерения в подготовительных и очистных выработках. В подготовительных забоях измерения производились в 2-3 точках каждой литологической разности. В очистных забоях - в 2-3 местах (примерно через 50 м по падению лавы), одновременно определяя азимут линии забоя и элементы залегания пласта.
При замере элементов залегания экзогенных трещин в забоях подготовительных выработок измерялись все трещины этой группы. Во время замеров отмечали характер поверхности трещин, наличие минеральных включений в полостях трещин, литологический состав вмещающих пород, мощность угольного пласта или угольных пачек.
При наличии штрихов или борозд скольжения определялись их элементы залегания, а при наличии мелких флексурных складок - элементы залегания осей складок.
Для возможности статистической обработки данных замеров трещиноватости производилось определение элементов залегания не менее 100 трещин.
С целью определения возможности прогнозирования мелкоамплитудных разрывных нарушений, наблюдения производились на участках, находящихся вне зоны влияния нарушения, и на участках, находящихся на различном расстоянии от нарушения. Замеры трещиноватости производились через 15-20 м подвигания очистного забоя при подходе к нарушению. Непосредственно у нарушения наблюдения велись через 3-5 м подвигания.
Целью обработки произведенных наблюдений является определение наиболее вероятных значений элементов залеганий каждой из систем тектонических трещин. Наиболее вероятные значения определялись графически на точечных диаграммах с помощью полярной стереографической сетки. Прежде чем приступать к построению диаграмм трещиноватости, производилась предварительная обработка фактических данных. Поскольку наблюдения, как правило, производились в прямых очистных забоях, то в данные измерений вводились поправки, учитывающие влияния направления забоя на степень проявления трещиноватости. Значение поправочного коэффициента к определялось по формуле [13] :где б - угол падения трещин; JL - утол между направлением плоскости забоя и направлением падения систем трещин.
Число трещин в сечении, перпендикулярном направлению падения трещин рассматриваемой системы ( Tl ), определялось по формуле:где ТІ - число замеренных трещин одной системы.
Диаграммы строились по каждой лаве, включая данные замеров по откаточному и вентиляционному штрекам. На диаграмму наносились все трещины в виде точек по элементам залегания - азимуту и углу падения. После этого приступали к статистической обработке, в результате которой получали изолинии относительной плотности или густоты трещин. Под относительной плотностью понимается отношение числа точек, приходящихся на окно сглаживания к числу всех нанесенных на диаграмму точек. Для диаграммы с радиусом 10 см величину окна принимают равной I сиг. Получив значения относительной плоскости (или густоты трещиновато-сти) для каждого положения окна сглаживания, методом интерполирования строили изолинии относительной плотности, предварительно задавшись степенью относительной плотности в %. Наиболее вероятными элементами залегания систем трещин являются центра областей, ограниченные изолиниями максимальной относительной плотности. Степень выраженности систем характеризуется отношением:
