3.12Поддержание горных выработок

Под поддержанием выработок понимают комплекс мероприятий по креплению и их ремонту, а также по упрочнению окружающих пород, обеспечивающих нормальное функционирование выработки. Функционирование выработок будет нормальным в том случае, если площадь их поперечного сечения соответствует проектной и удовлетворяет требованиям правил безопасности.

Породы, окружающие горную выработку, под влиянием горного давления деформируются и смещаются в полость выработки (см. 2.1). Величина этого смещения и степень деформации крепи зависят от расположения горной выработки относительно очистных забоев. С этой точки зрения различают горные выработки, расположенные в зоне влияния и вне зоны влияния очистных работ. Наиболее подвержены деформациям выработки, находящиеся в зоне влияния очистных работ; так как здесь горные породы испытывают дополнительные напряжения вследствие возникающего опорного давления. Выработки, находящиеся за пределами зоны опорного давления, не испытывают влияния очистных работ.

Рис. 3.44. Основные способы охраны подготовительных выработок:

а – угольным массивом; б – массивом и целиком угля; в – массивом с бутовой полосой; г – массивом с искусственным ограждением

В ыработки, проводимые по полезному ископаемому, необходимо охранять различными способами (рис. 3.44). На пластах средней мощности и мощных за пределами выработки оставляют целик угля, на тонких пластах также могут выкладываться бутовые полосы (проведение выработок широким забоем) или сооружаются специальные искусственные ограждения (крепь различной конструкции).

Наиболее благоприятные условия поддержания выработок в массиве угля, самые неблагоприятные — при их охране искусственными сооружениями. Однако все известные способы охраны выработок не обеспечивают их сохранности, так как не исключают деформации и разрушения окружающих пород, прежде всего кровли. Чтобы устранить возможные деформации и смещения пород прибегают к их упрочнению и возведению крепи.

Однако в отдельных случаях и эти мероприятия не дают должного эффекта, крепь деформируется, сечение выработки уменьшается, особенно при пучении пород почвы. В этом случае возникает необходимость ремонта крепи с подрывкой боковых пород.

3.13Технологические схемы проходки вертикальных стволов

В зависимости от устойчивости и водообильности горных пород различают обычные и специальные способы сооружения стволов. Обычные способы применяют при проходке стволов по устойчивым и малообводненным породам с притоком воды в забой до 5 м³/ч. Специальные способы проходки применяют при неустойчивых, плывучих или, хотя и устойчивых, но сильно трещиноватых и водоносных породах.

Для обеспечения выполнения проходческих процессов при проходке шахтных стволов используются или временные, или постоянные здания и сооружения, а также временное проходческое или постоянное (предусмотренное проектом для эксплуатации шахты) оборудование. В последнее время строительство временных сооружений по возможности исключается при максимальном использовании в период сооружения стволов соответственно приспособленных постоянных зданий.

В зависимости от принятых способов и времени выполнения основных процессов в стволе по его проходке, креплению и армированию различают четыре технологические схемы:

•

Рис. 3.45. Технологические схемы проведения вертикальных стволов

последовательная (рис. 3.45, а) — сооружение ствола осуществляется звеньями (отдельными участками) с периодическим проведением в каждом звене выемки породы и возведением постоянной крепи в разное время (последовательно);

• параллельная (рис. 3.45, б) — одновременное производство выемки породы и возведения постоянной крепи в двух смежных звеньях;

• совмещенная (рис. 3.45, в) — постоянная крепь возводится непосредственно у забоя с частично не убранной взорванной породой;

• параллельно-щитовая (рис. 3.45, г) — вместо временной крепи применяется стальной щит-оболочка длиной 5–18 м, и постоянную крепь возводят в направлении сверху вниз.

При последовательной схеме все операции по проходке ствола в сумме составляют 65 %, а по возведению крепи и переходным процессам — 35 % общего времени. Поэтому она практически не применяется.

Параллельная схема в настоящее время также применяется как исключение.

Совмещенная схема обеспечивает наиболее простую организацию работ и значительно более высокую производительность труда, чем при предыдущих схемах. Она может применяться при наличии любых пород, диаметрах и глубинах стволов.

Параллельно-щитовая схема применяется при проходческих комплексах. Наличие щита-оболочки позволяет вести работы по параллельной схеме без применения временной крепи.

Проходческие работы в стволе делятся на следующие процессы: бурение шпуров, заряжание их, взрывание зарядов, проветривание и приведение забоя в безопасное состояние, погрузка породы, возведение крепи, выполнение вспомогательных операций, необходимых для производства основных.

После окончания проходки ствола и возведения крепи на полную глубину проводят работы по его армированию. Армированием стволов называют установку расстрелов и проводников, устройство лестничных отделений, прокладку трубопроводов (для сжатого воздуха, водоотлива) и кабелей — силовых, телефонных и сигнализации. Расстрелы устанавливаются в направлении сверху вниз, а проводники снизу вверх.