Поддержание подготавливающей выработки примыкающей к очистному забою

Подготавливающие выработки, примыкающие к очистным забоям, имеют относительно малые сроки службы, но от их состояния зависит эффективность работа механизированных комплексов. Целью расчета смещений пород в выработке является обоснованный выбор крепи и сечения выработки, чтобы ее размеры после деформирования не осложняли технологического цикла добычи угля.

В условиях деформирующихся пород применяют специальные мероприятия и способы охраны выработок от разрушения. Распространенными способами охраны подготавливающих выработок является применение различных искусственных сооружений.

При выборе способа охраны и подержания выработок в первую очередь оценивают возможность применения способа с повторным использованием выработок, в том числе и в условиях с труднообрушающейся кровлей и пучащей почвой с применением различных мероприятий по уменьшению смещений пород кровли и пучения. Только при невозможности обеспечения рабочего состояния повторно используемых выработок или применения этого способа охраны по условиям подготовки пластов необходимо оценивать другие способы охраны и поддержания выработок. Окончательный выбор способа следует производить на основе технико-экономического анализа. В условиях деформирующихся пород применяют специальные мероприятия и способы охраны выработок от разрушения. Распространенными способами охраны подготовительных выработок является применение различных искусственных сооружений.

Безцеликовая схема с повторным использованием горных выработок применяется преимущественно в благоприятных горно-геологических условиях: при глубине не более 700 м; мощности пластов до 3,5 м, если угол падения не превышает 35°, и до 1,5 м — при любых углах падения; породы кровли любые по устойчивости; при отсутствии пучащих пород в почве пласта и притока воды, т. е. в тех случаях, когда с помощью имеющихся технических мероприятий обеспечивается нормальное состояние выработок без больших объемов работ по их поддержанию. Выемочные выработки для поддержания позади очистного забоя с целью повторного использования необходимо охранять с помощью специальной крепи или искусственных ограждений: железобетонные тумбы — при пластах мощностью менее 1,5 м при среднеобрушаемых породах кровли и прочных породах почвы; органную крепь — при мощности пласта от 1,5 до 3 м, костры — при наличии ложной кровли; жесткие полосы из быстротвердеющих материалов при среднеи труднообрушаемых породах кровли, особенно при необходимости обеспечения изоляции выработанного пространства.

Для улучшения устойчивости повторно используемых выемочных выработок во всех случаях, когда смещение пород превышает конструктивную податливость выбранной крепи, впереди забоя лавы на 20−30 м и позади его на 100−120 м устанавливают специальную крепь усиления из металлических стоек несущей способностью не менее 100 кН на 1 м выработки.

Однако мероприятия по охране выработок не обеспечивают полной их сохранности и безопасности работ. Поэтому, по необходимости применяются различные средства упрочнения пород.

Расчеты по указанной методике проводят для типовых сечений выработки, закрепленные податливой крепью при минимальном ее опоре. По результатам расчета принимается крепь с податливостью большей или равной смещением пород кровли. Если такой крепи нет, то следует мероприятия по уменьшению смещений пород: установку крепи усиления, упрочнение пород, анкерование кровли. Если и это не дает положительного результата, то необходимо изменить схему или способ охраны выработки, время ее поддержания, исключить влияние смежных пластов. Все эти мероприятия должны быть обеспечены техническими и организационными средствами, обоснованы технико-экономическими расчетами, включая определение затрат на поддержание выработки и на ее проведение увеличенным сечением.

Пользуясь производственным опытом шахт Германии и разработками ВНИМИ для данных горно-геологических условий наиболее рациональным по технологическим и экономическим факторам является поддержание горных выработок органной крепью.

Расчет смещений боковых пород в подготовительной выработке проводим по методике ВНИМИ с использованием ЭВМ (программа R 43).

Выходные параметры программы R 43 (Приложение 11):

Таблица 8.

Выходные параметры программы R 43 (Приложение 11).

Учитывая смещение пород кровли и нагрузку на крепь, принимаем решение о креплении горной выработки податливой металлической арочной трехзвенной крепью СВП-27 имеющей следующие характеристики:

Таблица 9.

Техническая характеристика крепи сопряжения КМП-А3.

По выходным данным программы R43 плотность установки СВП-27 составляет 0,75 рам/м Расчет параметров для охраны подготавливающих выработок Расчет параметров ведется по программе R47 (приложение 12), получаем:

ВЫХОДНЫЕ ПАРАМЕТРЫ:

= КРОВЛЯ ОТНОСИТСЯ К 1 ТИПУ ПО НАГРУЗОЧНОЙ СХЕМЕ. ОБРУШАЮЩИЕСЯ =.

= ПОРОДЫ НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ КРОВЛИ ПОДБУЧИВАЮТ ОСНОВНУЮ КРОВЛЮ =.

= И ВЕРХНИЕ СЛОИ НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ КРОВЛИ =.

МОЩНОСТЬ АКТИВНОЙ НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ КРОВЛИ, СОЗДАЮЩЕЙ НАГРУЗКУ НА ОХРАННУЮ КОНСТРУКЦИЮ, М 6.80.

НАГРУЗКА НА ОХРАННУЮ КОНСТРУКЦИЮ, КН/М… 2054.

РЕКОМЕНДУЕМЫЙ ДИАМЕТР СТОЕК ОРГАННОЙ КРЕПИ, М.230.

НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ОДНОЙ СТОЙКИ, КН… 600.

ЧИСЛО СТОЕК НА 1 М ОРГАННОЙ КРЕПИ… 4.795.

Расчет выполнил Романцов В. А. ТПП-99−2.