Охрана и крепление подготовительных выработок
Меры охраны подготовительных выработок компенсационными щелями и разгружающими выработками
Способ охраны компенсационными щелями
В соответствии с «Инструкцией по охране и креплению горных выработок» для обеспечения устойчивости подготовительных выработок проектом предусмотрены меры их охраны от влияния горного давления.
Такими мерами охраны являются:
Нарезка компенсационных щелей производится по всему вентиляционному штреку, кроме камер разворота и в местах вырубки технологических выработок. Компенсационные щели позволяют значительно разгрузить горное давление, что позволяет не проходить разгружающую выработку. За счет этого уменьшаются затраты на подготовку и сокращается время проведения подготовительных работ.
Компенсационные щели служат для охраны горных выработок и могут проводиться как в период проходки выработок, так и в процессе их эксплуатации. Проведение компенсационных щелей в подготовительных выработках на стадии отработки выемочного столба должно осуществляться впереди лавы вне зоны влияния временного опорного давления. Протяженность зоны временного опорного давления (L) определяется по формуле:
L = –38,6 + 0,29Н – 0,000079Н2, м (3.3)
где Н – глубина разработки, м.
Зависимость справедлива при 300 ≤ Н ≤ 900.
В подготовительных выработках, расположенных со стороны отработанного или отрабатываемого с опережением смежного выемочного столба, компенсационные щели проводятся на расстоянии не менее 1,5L.
В первую очередь компенсационные щели проводятся в кровле выработок, а затем (при необходимости) в боках и почве. Компенсационные щели, проводимые в боках, определяются паспортом проведения и крепления выработок. В выработках, подлежащих креплению анкерами, щель в кровле проводится после возведения крепи.
Глубина компенсационной щели hщ определяется из выражения:
hщ ≥ 0,25b ± 0,2, м, (3.4)
где b -ширина выработки, м.
Забой вертикальной щели должен располагаться выше на 0,05 м пород «сместителя» - глины мощностью не менее 0,03 м.
Компенсационные щели, проводимые в кровле, располагаются вертикально по оси выработок шириной 3,0–3,2 м. Допускается смещение вертикальной компенсационной щели в кровле от оси выработки не более 0,5 м для машины типа ESF–70 и не более 0,2 м для машин типа УРАЛ–50. В выработках шириной более 3,2 м щели располагаются под углом 75–80о на участках перехода плоской кровли в криволинейную часть свода. При полном схождении щели допускается ее повторное проведение до начала разрушения нижних слоев кровли с заполнением податливым материалом на расстоянии не более 10 м от забоя щели. Местоположение вертикальной компенсационной щели, проводимой в кровле на сопряжениях выработок, а также тип анкерной крепи определяются паспортом проведения и крепления для различных горно–геологических условий.
Компенсационные щели в кровле и боках должны быть сплошными по длине выработки и заполняться податливым материалом. При глубине разработки менее 800 м в выработках шириной 3,0–3,2 м, используемых только в качестве разгружающих, вертикальные щели допускается оставлять незаполненными.
Деревянные брусья, используемые в качестве податливого материала, устанавливаются в компенсационных щелях с шагом 1,0–1,5 м. Разрыв во времени между проведением щелей и их заполнением податливым материалом не должен превышать одних суток.
Брусья изготавливают из рудстойки (СТБ 1677–2006) или отходов пиломатериалов любого сорта, в том числе малоценных пород дерева. Брусья могут быть двух или четырехкантовые и должны иметь следующие размеры:
Длина…………………….1,0 ± 0,2 м
Ширина………………….не менее 0,13 м
Толщина…………………0,12 ± 0,01 м
Горизонтальные щели допускается заполнять составными брусьями из обрезков длиной 0,4–0,6 м, досками толщиной не менее 0,04 м или другим податливым материалом, компрессионные свойства которого близки к дереву
Способ охраны разгружающими выработками
Областью применения разгружающих выработок являются глубины не более 800 м. Разгружающая выработка проводится первой в группе и вслед за ней последовательно все остальные.
Превышение кровли в разгружающей выработке относительно охраняемой должно быть не менее 0,8 м. Оно создается комбайном при проходке, буровзрывными работами, самопроизвольным обрушением пород (в случае проведения опережающих ходов в очистных камерах), проведением компенсационной щели машинным способом или компенсационной полости комбайном избирательного действия.
Ленточные целики, оставляемые между разгружающей и охраняемой выработками, должны быть шириной 2,5–3,3 м.
Превышение кровли в разгружающей выработке, если она имеет привязку на одном уровне с охраняемой, должно выполняться машинным или буровзрывным способами по мере ее проходки.
Если в качестве разгружающей выработки используется один из рабочих штреков, (например, панельный транспортный или конвейерный), то в этом случае в кровле указанного штрека проводится компенсационная щель, а целик между разгружающей выработкой и охраняемой должен выбираться с учетом требований.
При возникновении нестандартных ситуаций необходимость создания превышения кровли в разгружающей выработке, если она пройдена на одном уровне с охраняемой, определяется паспортом проведения и крепления подготовительных выработок.
Применение крепи;
Выработки, пройденные комбайном ПК-8МА, имеют арочную форму и так как крепость пород на калийных рудниках достаточно высокая, то такие выработки устойчивы и могут эксплуатироваться без крепления. Выработки, имеющие большой срок службы, а также камеры разворота комбайна, сопряжение выработок имеющие большую площадь обнажения кровли, крепятся анкерной крепью.
На калийных рудниках Старобинского месторождения для крепления выработок применяются анкерная крепь двух типов:
1)клинораспорной конструкции ЭС-85П «Эстонсланец»
2)винтовые анкеры
Крепью «Эстонсланец»крепятся козырьки. Эта крепь имеет податливую конструкцию. Она состоит из: стержня изготовленного из стали ст.5, который в верхнем конце переходит в клин, а на нижнем имеют резьбу М20; двух распорных «сухарей»; натяжной гайки; шайбы – опорной плитки.
Достоинство анкеров “Эстонсланец”:
– обладают достаточно большой податливостью;
– позволяет осуществлять визуальный контроль состояния крепи в процессе эксплуатации;
Недостатки:
– низкая несущая способность в глинистых породах;
– создают небольшое первоначальное натяжение (не более 2,5 тс в соли и 0,5 тс в глине);
– до выхода на максимальную нагрузку допускают расслоение сшитой пачки пород до 20-30 мм;
– установка крепи трудоемка и не поддается механизации;
– конструкция анкеров не исключает случаи их установки с одним “сухарем”, в результате чего несущая способность снижается до 0,5–1,5 т.
Винтовой анкер применяется для крепления камеры разворота, сопряжение выработок, а также для крепления выработок, в которых сильно проявляется горное давление, и которые имеют продолжительный срок службы. Для установки винтовой штанги бурится шпур, диаметром которого на 3мм меньше диаметра штанги. Шпур бурится электросверлом СЭР–1М. В пробуренный шпур закручивается винтовая штанга, которая прорезает канавку в стенках шпура.
Штанга сцепляется с породой по всей длине, тем самым она сшивает слои, предотвращая их отслаивание и обрушение. Винтовой анкер представляет сбой металлический стержень с винтовой резьбой.
Достоинства винтовых анкеров:
– вступают в работу сразу после установки, не допускают расслоение пород;
– работы по возведению крепи механизированы;
– высокая несущая способность.
Недостатки:
– необходимы соблюдения точного соответствия между диаметрами шпура и анкерами;
– трудоемкость бурения шпуров 25–26 мм в породах с высоким содержанием глинистых прослойков;
– ограничения податливости крепи;
– невозможность контроля состояния крепи в процессе эксплуатации
Крепление сбоек, перерубок, камер разворота производится также винтовой штанговой крепью.
Рисунок 3.1 – «КАЗ»(а) «КАМВ»(б)
3.3.4 Схема подготовки панели и её параметры
Способ подготовки проектируемого участка – панельный.
Подготовка 15 западного столба гор.-420м произведена согласно проектам на подготовительные работы № 3РУ-II-15-з-00 ГПР, № 3РУ-II-15-з-00 ГПР-2 комбайном ПКС-8 в комплексе с бункером-перегружателем БП-14М и самоходным вагоном 5ВС-15М прямым порядком по отношению к Главному северному направлению.
Столб лавы подготовлен следующими основными подготовительными выработками: транспортным штреком лавы №14-2, конвейерным штреком лавы №14-2, вентиляционным штреком лавы №14-2, вспомогательным вентиляционным штреком лавы №14-2, технологическими сбойками в поле лавы, пройденные под углом ~ 70º к столбу лавы.
Параметры основных подготовительных выработок лавы:
-ширина конвейерного штрека лавы №14-2 - 4,2(3,6)м; высота -3,0м;
-ширина транспортного штрека лавы №14-2 – 3,0м;
-ширина вентиляционного штрека лавы №14-2 - 3,0м;
-ширина вспомогательного вентиляционного штрека лавы №14-2 – 3,0м; высота -3,0м;
- ширина технологических сбоек -3,0м, высота – 3,0 м.
Поддержание горных выработок в безопасном состоянии обеспечивается:
- проходкой компенсационных щелей, место и параметры заложения таких щелей определяется протоколом технического совещания при главном инженере рудника;
- креплением конвейерного штрека лавы, камер, сбоек;
- соблюдением очередности проходки выработок.
Таблица 3.8 - Параметры столба лавы №14-2
| № п/п. | Наименование параметра | Значение параметра |
| 1. | Длина очистного столба лавы | |
| 2. | Вынимаемая мощность лавы | 2,68м |
| 3. | Длина лавы | 284.0 м |
| 4. | Конвейерный штрек лавы | ширина - 4.2м(3,6м), высота - 3.0м |
| 5. | Транспортный штрек лавы | ширина - 3.0 м, высота - 3.0 м |
| 6. | Вентиляционный штрек лавы | ширина - 3.0 м, высота - 3.0 м |
| 7. | Вспомогательный вентиляционный штрек лавы | ширина - 5.5 м, высота - 3.13 м |
| 8. | ширина технологических сбоек - | ширина - 3.0 м, высота - 3.0 м |
3.3.5 Технология подготовки столба
Подготовка столб лавы заключается в проходке конвейерного (КШЛ), транспортного (ТШЛ) и вентиляционного (ВШЛ) штреков лавы №14-2 по флангам и вспомогательного вентиляционного (ВВШЛ) штрека – в центре столба лавы. Ширина штреков лавы принята из условий расположения в них оборудования лавы: энергопоезда, приводных и натяжных головок забойного и штрековых конвейеров.
Параметры подготовки панели выбраны исходя из конкретных горно–геологических условий, обеспечения оптимальной производительности лав с учетом поставляемого горношахтного оборудования и устойчивости подготовительных выработок.
Способ подготовки столба прямой по отношению к главному северному направлению. Порядок отработки столба – обратный.
Основные параметры лавы №14-2:
- длина столба – 650 м.
- длина лавы:
– 284,0 м – от комплекса монтажных выработок лавы №14-2 до границы остановки лавы на укорачивание;
- средняя вынимаемая мощность 2,68 м.
Очистные работы