Способы крепления вертикальных выработок

КРЕПЛЕ́НИЕ ГО́РНЫХ ВЫ́РАБОТОК

В книжной версии

Том 15. Москва, 2010, стр. 691

Скопировать библиографическую ссылку:

• 
• 
• 
• 
• 

КРЕПЛЕ́НИЕ ГО́РНЫХ ВЫ́РАБОТОК, со­во­куп­ность ра­бот по воз­ве­де­нию гор­ной кре­пи (а так­же её пе­ре­движ­ке, ре­мон­ту и др.) при до­бы­че по­лез­ных ис­ко­пае­мых под­зем­ным спо­со­бом и строи­тель­ст­ве под­зем­ных со­ору­же­ний. По на­зна­че­нию и ви­ду вы­ра­бо­ток раз­ли­ча­ют кре­п­ле­ние ка­пи­таль­ных (ство­лы шахт, око­ло­стволь­ные вы­ра­бот­ки, тон­не­ли, квер­шла­ги, ка­ме­ры и др.), под­го­то­ви­тель­ных (штре­ки, ор­ты, ук­ло­ны, бремс­бер­ги и др.), очи­ст­ных (очи­ст­ные ка­ме­ры, ла­вы и др.) вы­ра­бо­ток; го­ри­зон­таль­ных, на­клон­ных, вер­ти­каль­ных вы­ра­бо­ток; кре­п­ле­ние со­пря­же­ний и кре­п­ле­ние пе­ре­се­че­ний. По сро­ку служ­бы в ка­пи­таль­ных и под­го­то­ви­тель­ных вы­ра­бот­ках кре­п­ле­ние под­раз­де­ля­ют на вре­мен­ное и по­сто­ян­ное (в мяг­ких и сред­ней кре­по­сти по­ро­дах при по­груз­ке гор­ной мас­сы ус­та­нав­ли­ва­ют вре­мен­ную при­за­бой­ную крепь, а за­тем воз­во­дят по­сто­ян­ную; в креп­ких по­ро­дах сра­зу ус­та­нав­ли­ва­ют по­сто­ян­ную крепь); в очи­ст­ных вы­ра­бот­ках кре­п­ле­ние уст­раи­ва­ют од­но­вре­мен­но с вы­ем­кой по­лез­но­го ис­ко­пае­мо­го.

Источник

Лекция 6. Крепление вертикальных выработок

Способы крепления вертикальных выработок.

Крепление вертикальных выработок круглой формы (стволов) при обычном способе проходки осуществляется чаще всего монолитным бетоном. В устьях и на участках слабых обводненных пород, проходимых специальными способами, возводят металлическую тюбинговую крепь. Кроме того, в зависимости горно-геологических условий вертикальные выработки по всей длине могут закрепляться железобетонной монолитной, тюбинговой и набрызгбетонной крепями, а также временной штанговой (анкерной) с последующим усилением ее постоянной бетонной или набрызгбетонной крепью.

При выборе конструкции и материала крепи стволов исходят из анализа детального изучения геологических характеристик пород и условий их залегания (угол падения, трещиноватость и др.). По результатам исследований основных физико-механических свойств вмещающих пород определяют прочность, угол внутреннего трения, модуль упругости, пористость и другие характеристики массива. Все эти данные получают на базе изучения геологических материалов, выявленных в результате бурения контрольных разведочных скважин. Также весьма ценным и достаточно достоверным материалом при решении вопроса выбора конструкции крепи и особенно ее толщины является обследование и изучение состояния крепи раннее сооруженных в аналогичных горно-геологических условиях вертикальных выработок.

2. Особые требования к проектированию крепи.

Вид и конструкцию крепи вертикальных горных выработок (стволов шахт, разведочных и эксплуатационных шурфов, слепых стволов, вертикальных восстающих и т.п.) выбирают с учетом их назначения, срока службы, условий проведения и эксплуатации, а также технологии сооружения. Важнейшими вертикальными выработками являются шахтные стволы, имеющие обычно срок существования, равный сроку службы рудника или шахты (50-60 лет и более). Выход из строя шахтного ствола приводит к резкому сокращению производственной мощности горнодобывающего предприятия или его полной остановке, поэтому крепь ствола должна иметь повышенную надежность, высокую прочность и долговечность, а во многих случаях – водонепроницаемость, морозостойкость и другие особые свойства. Значительные объемы работ по проходке стволов выполняются при строительстве метрополитенов, канализационных коллекторов, гидротехнических и других технических сооружений.

В стволах шахт обычно применяют монолитные бетонные или железобетонные, реже тюбинговые железобетонные, чугунные или стальные крепи, а при коротком сроке службы (до 10 лет) и благоприятных условиях – деревянные. В последние годы проявляется интерес к прогрессивной крепи из штанг и набрызгбетона. При сооружении стволов по обводненным проводам с высокими напорами применяют двух-трехслойные комбинированные крепи из разных материалов, обеспечивающие практически полную водонепроницаемость. Крепь стволов шахт, подвергающихся в процессе эксплуатации воздействию вертикальных и наклонных смещений в массиве пород, должна иметь в конструкции элементы или узлы, обеспечивающие вертикальную или горизонтальную податливость, либо эластичный контакт крепи с окружающими породами.

В стволе выделяют (рис. 1) устье 1, основную часть 2, сопряжение с околоствольным двором 3 и зумпф 4. Крепь устья, располагаемая обычно в неустойчивых породах (наносах), испытывает повышенное горное давление, увеличивающееся за счет пригрузки от надшахтных сооружений, поэтому ее проектируют более мощной, чем в основной части ствола.

Рис 1. Общая схема крепления вертикального ствола

Для вертикальных выработок характерно разделение крепи по глубине на участки, называемые звеньями. Размер звена (от 4 до 40 м) зависит от устойчивости пород, вида крепи и способа ее возведения. На нижней границе каждого звена устраивается опорный венец, опирающийся на породу в боках выработки и предназначенный для восприятия веса крепи выше расположенного звена, а иногда и ниже расположенного.

Опорные венцы 5 могут иметь одноконусную (рис. 1,б), двухконусную (рис. 4,в) или комбинированную (рис. 1,г) форму. Высоту h ₀ и ширину B опорного венца определяют расчетом. В средних условиях h ₀ =11.5 м; в=0.81.8 м; =3035 0 ; =1530 0 . При хорошем сцеплении бетонной крепи с окружающими породами (f 2) опорные венцы можно не устраивать.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Источник

Способы крепления вертикальных выработок

4.5. КРЕПЬ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК

Вертикальные стволы имеют длительный срок службы, иногда одинаковый со сроком службы шахты. В связи с этим их крепь должна обладать высокой надежностью и быть экономичной.

Крепь ствола или другой вертикальной выработки является грузонесущей, а в ряде случаев и гидроизолирующей конструкцией. Трудоемкость ее возведения составляет до 40%, а стоимость— до 60% соответственно от общей трудоемкости и стоимости проведения ствола. Для крепления стволов применяют монолитный бетон, железобетон, тюбинги из железобетона, чугунные и стальные крепи. При сроке службы менее 10 лет в благоприятных гидрогеологических условиях используют деревянные крепи.

Вертикальный ствол (рис. 4.13) имеет устье /, основную часть 2У сопряжение ствола с околоствольным двором 3, зумпф 4 и опорные венцы 5. Устье состоит из оголовка, средней части и опорного венца. Оно имеет увеличенную толщину крепи (0,6—0,9 м) из-за действия повышенных нагрузок. Зумпф служит в основном для сбора выделяющейся в стволе воды и кусков горной массы, выпадающих из подъемных сосудов при их погрузке и разгрузке. Для равномерного распределения нагрузки на крепь ее по высоте разделяют на звенья длиной от 4 до 40 м. На нижней границе каждого звена устраивают венцы. Отклонение стенок ствола круглого поперечного сечения от вертикальной оси по радиусу для монолитной бетонной или железобетонной крепи не должно превышать ±50 мм, для тюбинговой— ±30 мм. В пройденный и закрепленный ствол глубиной до 800 м приток воды должен быть меньше 5 м3/ч. С дальнейшим углублением ствола на каждые 100 м прирост водопритока допускается не более 0,5 м3/ч.

При круглом поперечном сечении ствола, пройденного в устойчивых породах, толщину монолитной бетонной крепи из бетона марки 150 принимают равной не более 200 мм или заменяют ее набрызгбетонной. В породах средней устойчивости и неустойчивых применяют бетон марки 200 и выше, а толщину крепи увеличивают, но не более чем до 500 мм. Для приготовления бетонной смеси применяют портландцемент или шлако-портландцемент марки 400—500. При притоке в ствол агрессивных вод используют сульфатостойкий портландцемент. Песок для бетонной смеси берут крупностью от 0,14 до 5 мм с содержанием глинистых частиц не более 3%. Крупность запол-

нителя не превышает, как правило, 40 мм. В бетонную смесь вводят также ускорители отверждения, пластификаторы и гидроизоляционные добавки.

Для укладки монолитной бетонной крепи возводят опалубку, которая имеет форму поперечного сечения ствола. При круглой форме поперечного сечения применяют цилиндрическую опалубку. Опалубку изготовляют из каркаса и листов металла толщиной 8 мм в виде створок или секций.

Бетонную смесь за опалубку подают по бетонопроводу: при строительстве нового ствола — с поверхности, при углубке — с подземного бетонного узла.

Монолитная железобетонная крепь ствола требует на 1 м3 бетона до 120 кг арматуры. При этом применяют жирный бетон марки 250 и выше.

В последнее время для крепления вертикальных выработок применяют также набрызгбетон толщиною до 0,3 м, что повышает производительность труда при креплении в 2—2,5 раза.

В сложных горно-геологических условиях (высокие нагрузки на крепь, значительные водопритоки, отрицательная температура окружающих пород) для крепления вертикальных выработок используют железобетонные или чугунные тюбинги. Железобетонные тюбинги конструкции ВНИИОМШСа и типа СТК выдерживают давление до 0,4 МПа, чугунные — до 1,2 МПа. Их устанавливают в стволах диаметром 4,5—8 м. Установка тюбингов требует высоких трудозатрат и характеризуется большой долей ручного труда, в связи с чем их применение ограничено.

Для крепления вертикальных восстающих выработок диаметром до 1 м КузНИУИ разработал тюбинговую сегментную крепь из углепласта (рис. 4.14). Крепь представляет собой кольца, собранные из шести секций каждое и устанавливаемые друг на друге с последовательным сдвигом по отношению к вертикальным стыкам нижележащих колец. Толщина кольца 75 мм, высота 0,3 м, масса одного тюбинга до 15 кг, масса 1 м крепи до 255 кг, несущая способность — до 1,4 МПа.

Деревянную крепь применяют для крепления шурфов и гезенков. Она представляет собой венцы, укладываемые один на другой,— сплошная венцовая крепь (рис. 4.15). В разведочных шурфах с весьма малым сроком службы или в устойчивых породах венцы укладывают через интервалы — крепь на стойках. Непосредственно в забое устанавливают подвесную венцовую крепь, которая представляет собою подвешенные на металлических подвесках венцы. Через 3—8 м при сплошной крепи и через 15—20 м при подвесной крепи возводят опорные венцы.

Вертикальные выработки обычно служат для нескольких целей. Поэтому их поперечное сечение разделяют на отделения: грузовые для движения подъемных сосудов, лестничные для передвижения людей и вспомогательные для прокладки кабелей и трубопроводов.

Армировка ствола — конструкции для направления движения подъемных сосудов, перемещения людей и прокладки труб и кабелей. К армировке относят расстрелы — горизонтальные поперечные брусья или балки, проводники (направляющие) — вертикальные продольные рельсы, брусья или спецпрофиль, лестничные полки, лестницы, обшивку лестничных отделений; скобы и кронштейны для крепления труб и кабелей. Расстрелы и проводники относят к основным армирующим элементам (рис. 4.16).

В качестве расстрелов применяют в основном двутавровые балки № 20—40 или прямоугольные трубы. Глубина заделки расстрела в крепь не менее 250 мм и не меньше его высоты. Комплект расстрелов в одной горизонтальной плоскости ствола называют ярусом расстрелов. Расстояние между ярусами принимают для деревянных проводников 1,5—2 м, для прямоугольных металлических проводников 6—7 м, для рельсовых проводников длиной по 12,5 м, 4,168 или 3,125 мм. При эксплуатации

вертикальных выработок применяют жесткие проводники, при их проведении — гибкие канатные. Проводники бывают одинарными (с одной стороны) и парными (с двух сторон подъемного сосуда).

В лестничном отделении устраивают полки через 8 м по высоте и устанавливают между ними под углом 80° к горизонту лестницы.

Источник

Крепление и поддержание горных выработок на шахте

Все подземные горные выработки должны иметь крепь, удовлетворяющую необходимым техническим (прочность, устойчивость, жесткость, податливость), производственным (компактность, пожаростойкость, минимальная трудоемкость при возведении) и экономическим (минимальная стоимость, максимальный срок службы) требованиям. Крепь подразделяют :

1. по роду крепежного материала – на деревянную, бетонную, бетонитовую, металлическую, сборную железобетонную, анкерную, рамно-анкерную и смешанную;
2. по роду выработок – для подготовительных и капитальных;
3. по сроку службы – временную и постоянную;
4. по видам конструкции – прямоугольную, трапециевидную, арочную, кольцевую, сводчатую и анкерную;
5. по характеру работы – податливую и жесткую;
6. по положению выработок в пространстве – крепь горизонтальных, наклонных и вертикальных выработок.

Дерево как крепежный материал имеет достаточно высокую прочность и упругость, легко обрабатывается. Элементы крепи из дерева просто и удобно соединяются друг с другом. Для крепления применяют чаще всего хвойные породы (сосна, ель, лиственница, кедр), реже – лиственные (дуб, бук, граб, ясень, береза). Влажность древесины не должна превышать 10-15%. С целью продления срока службы древесина пропитывается специальными защитными веществами. Сроки службы деревянной крепи от 1.5 месяцев до 40 лет.

Металлическая крепь благодаря высокой прочности, долговечности, огнестойкости, многообразию конструктивных видов и возможности повторного использования широко применяется для крепления горных выработок. По форме она бывает : трапециевидная, кольцевая, арочная.

Бетонная крепь имеет сводчатую форму и применяется в выработках околоствольного двора, камерах, квершлагах с большим сроком службы и значительным горным давлением. Бетонная крепь состоит из фундамента, стен и свода. Стены могут быть вертикальными и наклонными ( при большом боковом давлении).

Сборной железобетонной крепью крепят выработки со сроком службы более 3-5 лет при установившемся горном давлении и с устойчивыми породами ( особенно на исходящей вентиляционной струе, где деревянная крепь быстро загнивает). Она бывает панельная, устанавливаемая всплошную, и рамная, устанавливаемая вразбежку. Изготовление и возведение ее можно полностью механизировать.

Смешанная крепь состоит из двух или более типов . При больших пролетах выработок и значительном вертикальном давлении, но небольшом сроке службы используют металлические верхняки с деревянными стойками. В капитальных выработках при отсутствии бокового давления применяют металлические верхняки из двутавра в сочетании с вертикальными каменными стенами. Широкое распространение получила крепь из трубчатых железобетонных стоек с металлическими верхняками из двутавровых балок №16-20 или балок специального профиля. Верхняки могут укладываться на стойки жестко или подвешиваться шарнирно.

Отставание постоянной крепи ( кроме каменной, бетонной или железобетонной) от забоев подготовительных выработок определяется паспортом крепления. При неустойчивой кровле необходимо уменьшить шаг ее установки. Последние у забоя 3-4 рамы должны быть прочно расщиты досками, обаполами, соединены стяжками.

Возведение постоянной крепи, выемка угля и уборка породы после взрывных работ производится под защитой предохранительной крепи, конструкция которой должна обеспечить безопасность работ. На начало нового цикла работ постоянная крепь (кроме каменной , бетонной или железобетонной) возводится вплотную к забою, а все пустоты за крепью заложены или затомпонированы.

Анкерная крепь отличается от обычных видов тем, что устойчивость пород вокруг выработки обеспечивается не возведением поддерживающих конструкций внутри выработки, а за счет увеличения несущей способности пород путем скрепления отдельных слоев анкерами. Анкерная крепь в сочетании с рамной является одним из наиболее эффективных видов крепи.

основные элементы анкерной крепи

Анкерная крепь представляет собой систему закрепляемых в скважинах анкеров (рис.1), расположенных определенным образом по периметру подземной горной выработки в окружающих ее породах и предназначенных вместе с поддерживающими элементами для упрочнения массива пород и повышения устойчивости его обнажений благодаря скреплению различных по прочности слоев или структурных блоков.

Анкерная крепь – система штанг-анкеров, вставленных и закрепленных в шпурах приконтурной зоны выработки, которая вместе с межрамным перекрытием применяется как средство укрепления горных пород и сдерживания их от дальнейшего разрыхления, расслоения и обрушения с целью снижения нагрузки на подпорное крепление.

Глубина шпура под анкерные штанги должна быть в интервале рабочей длины штанги минус 5мм, что обеспечивается установлением на буровую штангу ограничителя.

Диаметр шпура должен превышать номинальный диаметр штанги от 6 мм до 8мм, ориентация шпура должна быть согласно Паспорту с отклонением +-10о.

Шпур должен быть прямолинейным с насечкой, без пыли и штыба на стенках.

Для крепления кровли подземной горной выработки рекомендовано применение анкерных штанг длиной 2.4м, в зонах горногеологических нарушений длиной 2.9м, боков – неметаллических анкеров длиной 1.5м.

Плотность размещения анкеров в породах I и II категорий устойчивости – не меньше 1 анкера/м2, в породах III и IV категорий устойчивости – не меньше 1,33 анкер/м2.

Расстояние между анкерами в ряду должно быть постоянным по всей длине выработки.

После установки и закрепления штанги длина хвостовика, выступающего в выработку, должна быть от 3 до 10см.

Время установки анкера в породах прочностью на одноосное сжатие:

1. менее 40 Мпа – до 6 минут;
2. от 40 до 60 Мпа – до 8 минут;
3. от 60 до 90 Мпа – до 10 минут.

Суточное подвигание выработки:

1. при комбайновом способе проходки не менее 7м;
2. при буровзрывном способе проходки не менее 3 м.

Анкерную крепь для крепления горных выработок можно применять в следующем назначении.

• В качестве самостоятельной (постоянной) (рис 12). Постоянная крепь предназначается для поддержания выработок в течение всего срока их службы. В этом случае выработки крепят независимо от мощности и угла залегания пласта, устойчивости кровли и ее обводненности.

• В сочетании с рамными крепями и с дополнительными стойками (главным образом посередине выработки) (рис.13) анкерную крепь рекомендуется применять, если ожидаемые смещения контура выработки превышают безопасную величину. Эту крепь можно применять в сочетании со сплошными крепями ( монолитная бетонная, набрызгбетонная и тюбинговая). Анкерная крепь в сочетании с рамными крепями применяется в случаях, когда горно-геологические условия не позволяют применять ее самостоятельно, а также для повышения устойчивости, надежности и снижения стоимости поддержания горных выработок с целью их использования повторно.
• В качестве временной анкерную крепь можно применять при проведении подготовительных выработок, крепление которых производится рамной или сплошной крепью с отставанием от забоя (рис14). Назначением временной предохранительной крепи является поддержание призабойной части подготовительной выработки в безопасном состоянии до установки постоянной крепи. Установленная анкернаякрепь как временная в дальнейшем работает в качестве постоянной в сочетании с рамной и другими крепями. Временная анкерная крепь по характеру работы может подразделяться на поддерживающую и ограждающую. Поддерживающая временная анкерная крепь предназначена для предотвращения обрушения пород до возведения постоянной крепи. Ограждающая временная анкерная крепь ( анкера с предохранительным перекрытием) служит для защиты людей и механизмов от ударов обрушивающихся кусков породы.

1. В качестве меры для предотвращения пучения пород почвы (рис15) в подготовительных выработках. Крепление пучащих почв выработок не предотвращает полностью этот процесс, но значительно его замедляет, что увеличивает сроки поддирки пород почвы в этих выработках и удешевляет стоимость их поддержания.
2. 
3. Для вспомогательных целей – для укрепления шахтного оборудования ( маневровых (рис.16) и скреперных лебедок, приводных и натяжных станций конвейеров (рис.17)), для подвески к кровле выработок ленточных конвейеров, кабелей, трубопроводов, монорельсовых и канатных дорог, для подхвата верхняков на сопряжениях с очистными забоями (вместо крепи сопряжения рис.18), а также безопасного выхода комплекса из разреза при снятии стойки крепи (рис.19), для ремонта выработок с нарушенной крепью и усиления последней.

Специфические особенности анкерной крепи позволяют применять ее в широком диапазоне горнотехнических условий для крепления горных выработок различного назначения.

Для бурения и установки анкерной крепи применяются буровые колонки с пневматическим и гидравлическим приводами немецкого производства типа «Гофер», «Кинг-кобра», «Рамбор», «Bas», буровые молотки «Sig», «AtlasCopco» и другие (рис.20).

На шахте возникла необходимость возвратиться к применению прямоточной схемы проветривания выемочных участков , чтобы обеспечить безопасность при увеличении добычи. Основная задача состояла в том , чтобы найти приемлемый в геомеханическом, технологическом и экономическом аспектах способ сохранения устойчивости конвейерных выработок позади очистных забоев , отрабатываемых обратным ходом.

При непосредственном сопряжении лавы с конвейерным штреком в горно-геологических условиях рассматриваемого пласта очень важно с точки зрения геомеханики, обеспечить минимально возможное оседание пород кровли у штрека со стороны выработанного пространства лавы. Это значит , что возводимая охранная полоса по своей податливости должна приближаться к податливости краевой части массива угля , к которому примыкает штрек со стороны падения пласта. Кроме того , охранная полоса должна возводиться с технологически минимальным отставанием от груди забоя лавы и практически сразу же оказывать нарастающий отпор интенсивно оседающим породам кровли в районе сопряжения лавы со штреком. Когда с течением времени охранная полоса будет способна оказывать максимально возможное сопротивление оседающим породам кровли , она должна выполнять роль «режущей» крепи , способствующей разлому и обрушению зависающих породных консолей вдоль поддерживаемого штрека .

Для определения характеристик работы литой полосы был поставлен специальный шахтный эксперимент во 2 южном конвейерном штреке бремсберга блока №5, пройденном сечением 15.5м2 и закрепленным базовой типовой крепью КМП-А3. Сущность эксперимента заключалась в оценке влияния расстояния расположения охранной полосы на эффективность поддержания штрека. Опробовано четыре базовых варианта охраны штрека (Рис.22):

1. полоса шириной 1.0 м на удалении 1.0м;
2. полоса шириной 1.0м, расположенная на контуре штрека;
3. полоса шириной 1.0м – на удалении 0.5м;
4. две полосы шириной 0.6-0.8м, расположенные с промежутком 0.6м, при этом первая полоса размещена сразу за контуром штрека.

Обобщая результаты наблюдений, можно следующим образом оценить геомеханику литой околоштрековой полосы.

Вариант 1, с точки зрения теории горного давления, кажется благоприятным. Однако наблюдения показывают (рис.23), что через 3-5 суток под действием сил горного давления деформируются элементы охранной конструкции в связи с образованием трех линий разлома пород кровли пласта. Опускание кровли составляет 80-100мм. Имеет место пучение в средней части выработки величиной до 200мм. Недостатком является то, что опускание пород с поворотом со стороны лавы деформируют крепь КМП-А3-15.5, образуя зевы в соединениях крепи.Удаление полосы от штрека усложняет технологию ее возведения.

Для варианта 1 возможна и иная схема деформирования приштрековых полос (рис.24). В этом случае деформирование расположенных над литой полосой брусьев и охранной крепи приведет к формированию линий разлома пород под углом 70-80о к выработанному пространству.

Для варианта 2 характерным является пучение пород, которое достигает 350-400мм, причем большие его величины наблюдаются вблизи литой полосы (рис.25). Опускание кровли составляет 50-70мм. Площадное развитие пучения по штреку, достигающее 100-150мм, наблюдается при третьем варианте сооружения охранной полосы.

Для варианта 4 характерно более равномерное пучение выработки до 150-200мм. Отмечается также равномерная нагрузка на охранную конструкцию ( рис.26). Однако этот вариант отличается сложностью в технологическом плане и большим расходом цементно-минеральной смеси.

Таким образом наиболее оптимальным следует признать третий вариант возведения охранной полосы. При этом расстояние полосы от контура штрека увязывается с величиной прогнозируемой или фактической подрывки пород почвы.

Применение литой полосы обеспечивает уменьшение зон разрушения породного массива, повышает приконтурную, межслоевую и глубинную его устойчивость. Все это в совокупности обеспечивает сохранение поперечного сечения штрека, которое после прохода первой лавы составляет 60-80% от проектного.

Податливость возведенной охранной полосы должна быть близка к податливости краевой части массива угольного пласта, к которому непосредмственно примыкает штрек.

Надлежащий контакт полосы с породами кровли обеспечивает функциональное ее назначение как несущей опоры и «режущей крепи», инициирующей обрушение пород по кромке «опора-лава» с формированием защитного перекрытия над штреком.

Способ охраны выработок литыми полосами может применяться при повторном использовании выработок в следующих условиях: мощность угольного пласта – 0,8-2.2м; угол падения пласта – до 30о; глубина разработки – до 1200 м; обрушаемость пород кровли – любая.

Материалы для возведения полос должны удовлетворять следующим требованиям. Через сутки после укладки материала в полосу его прочность должна составлять не менее 10Мпа. Материал через 28 суток после его укладки в полосу должен приобретать конечную прочность на одноосное сжатие стандартных образцов не менее 20МПа. Материал не должен терять прочности ниже указанной под воздействием шахтных вод. При этом исходный материал должен быть пригодным для транспортирования по трубам в сухом виде или в виде раствора. В качестве твердеющих смесей для возведения полос рекомендуется следующая разработанная смесь «БИ-крепь»:

Портландцемент марки 400 – 40%, песок кварцевый – 55%, кремнезем – 3%, ускоритель схватывания в виде обезвоженных солей хлористого кальция – 2%.

Предел прочности на одноосное сжатие после укладки через два часа составляет-2.5-3 Мпа, через сутки – 9-12 Мпа, через 7 суток – 28 Мпа, через 28 суток – 39-45 Мпа.

Обоснованные параметры способа охраны подготовительных выработок литыми полосами из твердеющих материалов составили ( рис.27):

1. ширина полосы – 0.8 мощности пласта при легкообрушающейся основной кровле, 1.0 мощности пласта приосновной кровле средней обрушаемости и 1.2 мощности пласта при труднообрушающейся основной кровле;
2. максимальное отставание полосы от крепи очистного забоя не должно превышать 6м;

В качестве нагнетательных агрегатов рекомендуется применять серийно выпускаемое оборудование – при пневматическом способе возведения полос – набрызгмашины – МБР, БМ-60, БМ-68 ПБМ-2Э, при гидромеханическом — насосные установки МОНО WT -820, ПН-600, ПН-800.

На рисунке 28-31 приведены различные технологические схемы возведения околоштрековых полос для поддержания конвейерных штреков с целью их использования в качестве вентиляционных при отработке последующих столбов с помощью гидромеханического способа.

Внедрение описанной технологии охраны штреков на пологих пластах с использованием литых полос и анкерных систем позволяет не только реализовать известные геомеханические принципы охраны выработок, но и практически обеспечить внедрение прямоточной схемы проветривания на высокогазоносных пластах для достижения стабильных нагрузок до 4-5 тыс.тонн в сутки.

Источник