Угол заложения скважин

(5.6)

где  — угол падения пласта, градус;

h_Н.К — мощность непосредственной кровли, м;

 — максимальная величина л. н. с., м; для пород с f = 914

по шкале M. M. Протодьяконова  = 10 м;

4 — расстояние от устья скважины до контакта пласта с поро­дами кровли, м; принимается со знаком минус, если устье скважины располагается выше пласта, и со знаком плюс, если оно располагается ниже указанного уровня.

Расстояние от заднего целика до оси скважины к моменту взры­вания зарядов BB

(5.7)

где S₀ — максимально допустимая площадь обнажения труднообрушаемой кровли на момент взрывания заряда BB в скважинах, м², S₀  5000 м²;

l_б — безопасное расстояние от оси скважины до забоя на мо­мент взрывания заряда BB, м.

Масса заряда BB в скважине диаметром 76 мм при применении аммонита № 6

(5.8)

где с — длина скважины с л. н. с. меньше 2м, м;

q_П.М — масса заряда BB на 1 м скважины, кг.

Принудительная первая посадка кровли может применяться при металлических призабойных стойках и посадочных стойках ОКУм (плотность установки крепи 0,5—0,8 стойки на 1 м лавы).

Принудительное обрушение основной кровли путем взрывания BB в длинных скважинах может применяться и при наличии непо­средственной кровли.

Другой метод, обеспечивающий управление труднообрушаемыми кровлями, заключается в гидрообработке породного массива. Увлаж­нение пород приводит к снижению прочностных показателей и уве­личению деформируемости пород. Предел прочности увлажняемых пород снижается на 30—35%.

Эффективный радиус увлажнения пород определяется по формуле

(5.9)

где h_Н — скорость нагнетания, м³/мин;

T_Н — время нагнетания, мин;

l_ф — длина фильтрующей части скважины, м;

m₀ — пористость, доли единицы.

В зависимости от радиуса увлажнения и мощности слоя трудно-обрушаемой кровли расстояние между скважинами принимают равным 25—35 м. Глубина заложения скважин должна составлять не менее 6-кратной, но не более 8-кратной мощности пласта.

Бурят скважины из специальных камер в конвейерном или вен­тиляционном штреках.

Длина скважин определяется по формуле

(5.10)

где L — длина очистного забоя, м; L > 120 м;

_скв — угол заложения скважины, градус;

_скв — угол разворота скважины по отношению к линии очистного забоя, градус;  = 63  70°.

5.2.2. Крутые пласты

Особенности проявления горного давления, а также технологии и механизации очистных работ на крутых пластах обусловливают специфику управления кровлей.

С увеличением угла падения пласта увеличивается шаг обруше­ния пород непосредственной кровли. На крутых пластах почва в отдельных случаях обладает способностью к сползанию, что тре­бует специальных мероприятий по ее удержанию.

На крутых пластах тонких и средней мощности применяют следующие способы управления кровлей: удержанием на кострах, полным обрушением, частичной закладкой, плавным опусканием и полной закладкой.

Наибольшее распространение получили способы управления кровлей полным обрушением и удержанием на кострах.

Рис. 5.5. Паспорт крепления при управлении кровлей обрушением на органную крепь

При полном обрушении кровли в качестве посадочной крепи могут применяться переносные костры, переносные призабойные металлические стойки, деревянная органная крепь, стойки типа ОКУм. Возможна также выбойка стоек буровзрывным способом.

Управление кровлей полным обрушением применяют при поро­дах II класса по классификации ДонУГИ для крутых пластов. При высокой несущей способности посадочной крепи полное обруше­ние может применяться также при породах III и в отдельных слу­чаях IV класса. При легкообрушающихся породах кровли в каче­стве посадочной крепи применяется органная крепь из деревянных стоек, а при породах III и IV классов устанавливаются посадочные стойки ОКУм.

При обрушении на органную крепь из деревянных стоек очист­ной забой разделяют по падению деревянными кострами, распола­гаемыми по простиранию. Обычно применяют двухрядную орган­ную крепь, при возведении которой через каждые 2—3 м оставляют проходы (окна) шириной 0,8-1 м (рис. 5.5). В зависимости от условий шаг возведения крепи колеблется в широких пределах – от 1,6 до 12 м.

Число рядов органной крепи и шаг обрушения выбирают в зави­симости от мощности и прочности обрушаемых пород кровли. Прак­тически шаг обрушения составляет от 5,4 до 18 м.

Рис. 5.6. Механизирован­ная передвижка посадоч­ных стоек ОКУм:

1 — лебедка; 2 — канат; 3 — блок; 4 — полок

Рис. 5.7. Гидравлическая посадочная крепь «Спутник-К»:

1 — гидравлическая стойка; 2 — гидродомкрат передвижки; 3 — опорная плита; 4 — тяга со штоком; 5 — базовые балки; 6 — домкраты управления

При использовании посадочных стоек ОКУм их устанавливают на расстоянии 2 м одна от другой по падению. Передвижение стоек ведется одновременно в двух-трех точках лавы. Для этого выклады­вают предохранительные полки из двух рядов костров. При неболь­шой мощности пласта стойки передвигают по полку вручную. При большой массе стоек их передвигают с помощью лебедок (рис. 5.6).

Рис. 5.8. Схема расположения канатов в прямоли­нейном забое для выбивки призабойной крепи: а — до выбивки крепи; б — после выбивки крепи

Призабойную крепь, как правило, не извлекают и поэтому обрушение кровли происходит нерегулярно и не по всей длине лавы.

Применение стоек ОКУм на крутых пластах снижает расход леса и повышает безопасность работ. Однако проектная несущая способность стоек используется нерационально (на 20—30%). Кроме того, велика трудоемкость работ по передвижению стоек. Значи­тельно снижается трудоемкость работ по управлению кровлей с при­менением экспериментальных посадочных стоек «Малютка» и меха­низированной посадочной крепи КПГК («Спутник-К»).

Стойки «Малютка» раздвигаются, распираются и производят принудительную посадку с помощью переносного пневмораздвижчика. По сравнению со стойками ОКУм они имеют больший пред­варительный распор и меньшую массу.

Механизированная посадочная крепь «Спутник-К» предназна­чена для работы с обычной призабойной крепью. Она состоит из однотипных секций, соединенных базовой балкой с помощью тяг и гидродомкратов в блоки (по три секции).

Базовые балки передвигаются после выемки угля и спуска ком­байна. Затем устанавливают призабойную крепь и снизу вверх передвигают секции. Так как в каждом блоке три секции, то при передвижении одной из них базовая балка опирается на две другие секции (рис. 5.7).

Одним из недостатков крепи «Спутник-К» является отсутствие ограждения призабойной части от обрушенных пород выработан­ного пространства.

Качество работ по управлению кровлей полным обрушением зависит от способа выбойки призабойной и органной крепи. В на­стоящее время эта операция производится при помощи канатов 1, наматывающихся на барабан посадочной лебедки 2, установленной в вентиляционном штреке (рис. 5.8).