Решение задачи: Критерии безопасной подработки водозащитной толщи

Минимальная мощность породных слоев, обеспечивающая отсутствие связи между агрессивными водами (рассолами) и зоной водопроводящих трещин (ЗВТ), называется безопасной мощностью водозащитной толщи. Ниже приведены основные положения для записи в тетрадь: 1. Определение безопасной толщи Для предотвращения проникновения рассолов в горные выработки необходимо, чтобы между верхней границей зоны водопроводящих трещин и нижней границей водоносного горизонта оставался целик нетронутой породы — предохранительный слой. 2. Основное расчетное условие Минимально допустимая мощность водозащитной толщи \( H_{min} \) определяется по формуле: \[ H_{min} = H_{вз} + H_{пр} \] где: \( H_{вз} \) — максимальная высота зоны водопроводящих трещин, возникающая над выработкой; \( H_{пр} \) — мощность предохранительного слоя (нормативный запас). 3. Определение высоты зоны трещин \( H_{вз} \) Высота зоны водопроводящих трещин зависит от мощности вынимаемого пласта \( m \) и литологического состава пород. В общем виде она рассчитывается как: \[ H_{вз} = K_{р} \cdot m \] где \( K_{р} \) — коэффициент разрыхления и деформации, который для различных условий (например, на калийных рудниках России) варьируется в зависимости от пластичности пород. 4. Требования к предохранительному слою \( H_{пр} \) Для агрессивных сред (рассолов) предъявляются повышенные требования. Мощность предохранительного слоя \( H_{пр} \) должна быть достаточной, чтобы исключить фильтрацию даже при наличии микротрещин. Обычно она принимается не менее \( 10 \div 20 \) кратной мощности пласта или устанавливается отраслевыми нормами (например, для условий Верхнекамского месторождения калийных солей). 5. Факторы, влияющие на минимальную мощность: - Глубина ведения работ; - Способ управления кровлей (полная закладка выработанного пространства значительно уменьшает \( H_{вз} \)); - Количество и мощность слоев пластичных пород (каменной соли, глин), которые способны "самозалечиваться" и не пропускать рассолы. В российской горной практике расчет данных параметров строго регламентируется "Правилами охраны месторождений от затопления", что обеспечивает промышленную безопасность и защиту недр. Если фактическая мощность пород меньше \( H_{min} \), отработка пласта в данной зоне запрещается.