Submit an Article
Become a reviewer
Vol 221
Pages:
638
Download volume:

Forecasting safe conditions for developing coal bed suites under aquifers on the basis of geomechanics of technogenic water conducting fractures

Authors:
V. N. Gusev
About authors
  • Saint-Petersburg Mining University
Date submitted:
2015-11-20
Date accepted:
2016-01-21
Date published:
2016-05-01

Abstract

Studies of the processes of displacement of rock massif layers in the course of their initial underworking indicate that their maximum curvature tends to decrease in the inverse proportion to squared distance to coal bed from the layer in question. It manifests itself in the distribution of vertical extension deformations: these are the largest in the vicinity of the coal bed and decrease towards the surface. Such is the consequence of the mechanism of bending the massive layers: the curvature of underlying layers is higher than that of overlying ones. In the zone of complete underworking the maximum curvature of each layer of the repeatedly underworked bedded formation is equal to the maximum curvature of the surface, that is the curvature of the overlying layer repeats the curvature of the underlying one. Hence, the maximum curvature of any layer  in the massive is inversely proportional to squared depth of the coal bed suite. Note that the distribution of vertical deformations of the massive differs in both its quality and quantity from that of the initially underworked massive: vertical deformations are an order of magnitude fewer and their distribution is presented by alternating deformations of extension and compression. Such is the consequence of the mechanism of layer bending in case the massive is underworked repeatedly and it explains why the height of the zone of water conducting fractures does not grow in such conditions with respect to the one formed during the excavation of the initial layer of the suite. The technique of forecasting the development of zone of water conducting fractures developed  on the basis of such geomechanical processes makes possible safe excavation of coal beds under aquifers.

10.18454/pmi.2016.5.638.
Go to volume 221

References

  1. Авершин C.Г. Горные работы под сооружениями и водоемами. М.: Углетехиздат, 1954. 324 с.
  2. Безопасная выемка угля под водными объектами / Б.Я.Гвирцман, Н.Н.Кацнельсон, Е.В.Бошенятов, Г.А.Нестеров, В.П.Самарин. М.: Недра, 1977. 175 с.
  3. Бошенятов Е.В. Оценка максимальных деформаций повторно подрабатываемого массива горных пород / Е.В.Бошенятов, Б.Я.Гвирцман, В.Н.Гусев // Прогноз сдвижений горных пород, деформаций сооружений, устойчивости бортов, разрезов при разработке угольных месторождений / ВНИМИ. Л., 1984. С.16-20.
  4. Гвирцман Б.Я. Размер зон водопроводящих трещин при разработке свиты угольных пластов / Б.Я.Гвирцман, В.Н.Гусев, А.С.Ягунов // Безопасность труда в промышленности. 1980. № 8. С.53-54.
  5. Гусев В.Н. Геомеханика техногенных водопроводящих трещин / Санкт-Петербург. горный институт. СПб, 1999. 156 с.
  6. Гусев В.Н. К вопросу учета мощности, механических свойств и местоположения слоев толщи при их изгибе // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2000. Т.6. С.128-129.
  7. Гусев В.Н. Усовершенствование методики определения верхней границы зоны водопроводящих трещин / В.Н.Гусев, Н.Г.Никифорова // Записки Горного института. 2001. Т.146. С.46-47.
  8. Исследование процесса развития техногенных трещин в подрабатываемом массиве горных пород на Старобинском месторождении / В.Н.Новокшонов, А.Ф.Данилова, В.Н.Дешковский, В.Э.Зейтц // Горный журнал. 2014. № 2. С.19-22.
  9. Кацнельсон Н.Н. Новый подход к определению возможности выемки угля под водотоками и водоемами / Н.Н.Кацнельсон, Н.М.Никольская // Сб.тр. ВНИМИ. 1959. № 36. С.3-27.
  10. Норватов Ю.А. Управление гидрогеомеханическими процессами при подработке водных объектов / Ю.А.Норватов, А.С.Миронов, В.Н.Гусев // Методы, технические средства маркшейдерских работ и исследование процесса сдвижения горных пород / ВНИМИ. Л., 1988. С.155-160.
  11. Патент 2477792 РФ, С1, МПК Е21С 39/00. Способ определения высоты зоны водопроводящих трещин над выработанным пространством на пластовых месторождениях / В.Н.Гусев, А.С.Миронов, Д.А.Илюхин. Опубл. 20.03.2013. Бюл. № 8.
  12. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях / ВНИМИ. СПб, 1998. 291 с.
  13. Хохлов И.В. Безопасная разработка месторождений полезных ископаемых под водоемами. М.: Недра, 1971. 264 с.
  14. Baron H. Schachtbeanspruchungen beim Abbau eines Schachtsicherheitspfeilers unter mächtigem Deckgebirge. Aachen, 1951. 205 s.
  15. Gusev V.N. Assessment of water conducting fracture zones height by determining the boundary horizontal deformation for geological conditions of the Yakovlevski mine / V.N.Gusev, D.A.Iliukhin, A.E.Zhuravlev // Proceedings XV International ISM Congress 2013. Sep. 16-20 2013. Aachen, 2013. P.600-610.
  16. Jincai Zhang. Coal mining under aquifers in China: a case study / Jincai Zhang, Baohong Shen // International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 2004. N 41. P.629-639.
  17. Lautsch H. Über die Kinematik der Bodenbewegungen beim Abbau mehrerer flacher Flöze innerhalb eines tektonischen Bereiches // Clausthal. 1971. N 4. S.121-146.
  18. Zhao Wen. Mechanical mechanism of forming process of bedded rock mass structures / Zhao Wen, V.N.Gusev // China Mining Magazine (Bimonthly). 1997. Vol.6. N 4 (SUM N 32). Р.52-55.

Similar articles

On the priority of Saint-Petersburg mining university in the field of nanotechnology science and nanomaterials
2016 A. G. Syrkov
Assesment of the tin industry creation prospects in the republic of Kazakhstan
2016 T. V. Ponomarenko, F. V. Larichkin, D. V. Sidorov
Processing of low-quality bauxite feedstock by thermochemistry-Bayer method
2016 O. A. Dubovikov, E. E. Yaskelyainen
Development of import subtituting technologies for increasing productivity of sintering machines and strength of agglomerates
2016 V. L. Trushko, V. A. Utkov
«Proceedings Of The Mining Institute»: history and modernization (to 110-th anniversary of first publication)
2016 I. G. Rebeshchenkova
Human, nature, society: synergetic dimension
2016 N. A. Vakhnin