книги из ГПНТБ / Воскобоев, Ф. Н. Управление горным давлением при разработке тонких и средней мощности крутых пластов в сложных горногеологических условиях
.pdfли средней ( или несколько ниже |
средней) |
устойчивости ос |
|||
таточный |
подпор при передвижке |
величиной |
5-12% |
от номи |
|
нального |
сопротивления (16 тонн |
на стойку) способствовал |
|||
уменьшению |
величины опускания |
кровли в |
1,5-2,3 |
раза и ин |
|
тенсивности |
смещения в 1,5-4 раза и был |
достаточным для |
|||
обеспечения |
удовлетворительной |
устойчивости боковых пород. |
|||
Вопрос о предпочтении одной из близких по области при менения схем взаимодействия крепи с боковыми породами (посекционная, цикличная с остаточным подпором,непрерыв ная с остаточным подпором, групповая с ортаточным подпо ром) должен решаться на основании результатов технико экономического анализа и промышленного испытания.
Результаты исследований параметров сопротивления ме ханизированных крепей щитовых комплексов АЩ( 1АЩ), АНЩ и АДК в широком диапазоне горногеологических условий по казывают, что фактические сопротивления,развиваемые стой ками крепей, в абсолютном большинстве случаев не превы шали проектных значений номинального (рабочего) сопротив ления (см . табл. 11). Отсюда следует вывод о том, что про ектная грузоподъемность крепей удовлетворяет практически всем условиям применения щитовых комплексов. Разница в величинах проектного и максимального фактического сопро
тивлений, как правило, положительна и |
незначительна |
по |
||||||||
величине (в пределах 10-15%). |
|
|
|
|
|
|
|
|||
На основании результатов исследований разработаны сле |
||||||||||
дующие |
практические |
рекомендации |
и технические |
требова |
||||||
ния к щитовым крепям. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1. Для обеспечения рациональных условий |
работы |
крепи |
||||||||
и надежного поддержания боковых пород |
в |
рабочем |
|
про |
||||||
странстве при управлении кровлей полным |
обрушением |
на |
||||||||
пластах |
с труднообрушаемыми |
кровлями |
необходимо |
перед |
||||||
началом |
работы агрегата создавать |
за |
ограждением |
крепи |
||||||
породную подушку из дробленой породы |
(максимальный раз |
|||||||||
мер фракции не более |
- j- |
мощности |
пласта), |
длина |
ко |
|||||
торой по восстанию /должна быть равной |
3-4 |
мощностям пла |
||||||||
ста. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В благоприятных условиях |
целесообразно |
|
осуществлять |
|||||||
перепуск пород с вышележащего горизонта. |
|
|
|
|
|
|||||
2. Должна обеспечиваться выемка без потерь |
пластов с |
|||||||||
колебаниями мощности в пределах участка |
не |
менее |
i 25% |
|||||||
средней |
величины. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70
3. Допустимые максимальные |
величины |
незакрепленных |
||||
пролетов кровли в призабойном .пространстве: |
|
|
||||
не более 0,4 м для пород Г1 и |
У классов |
по |
классифика |
|||
ции ДонУГИ; |
|
|
|
|
|
|
не более 0,7 м для пород II' и |
1У классов; |
|
|
|||
для пород 1 класса обнажения |
не |
допускаются. |
|
|||
4. Для пластов мощностью от |
0,7 |
до |
2,2 |
м |
перспектив |
|
ной является П-образная форма секции с |
двумя |
гидравли |
||||
ческими стойками двойной раздвижности. |
|
|
|
|
||
5. Конструкция крепи должна |
иметь |
принудительную |
уп |
|||
равляемую передвижку, осуществляемую |
по следующим |
схе |
||||
мам:
посекционная с полной разгрузкой секций или с остаточ
ным подпором (для |
пластов с кровлями II и |
У классов |
по |
ДонУГИ); |
|
|
|
одновременная по всей длине забоя 'или |
групповая с |
ос |
|
таточным подпором |
(П! и 1У класс боковых |
пород). |
|
6. Конструкция |
перекрытий крепи должна |
обеспечивать |
|
коэффициент затяжки боковых пород на поддерживаемой пло
щади не менее |
90%. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. Для надежного поддержания боковых |
пород |
и |
исклю |
||||||||||
чения |
самопроизвольного сползания секций |
крепи |
рекомен |
||||||||||
дуется |
принимать следующие |
|
значения |
расчетного |
|
рабочего |
|||||||
сопротивления |
крепи: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для-пластов |
мощностью от |
0,7 |
до |
1,2 |
м - |
не |
менее |
||||||
12 тс/м^; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для |
пластов |
мощностью от |
1,2 |
до |
2,2 |
т |
- |
не |
менее |
||||
15 тс/м^; |
|
|
|
|
|
величины |
|
рабочего |
|||||
начальный распор - не ниже 80% |
|
|
|||||||||||
(номинального) сопротивления. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
8. Расчетные параметры |
сопротивления |
оградительных |
|||||||||||
элементов щитовых крепей: |
|
|
|
|
|
|
|
забоя в бро- |
|||||
при передвижке одновременно по всей длине |
|||||||||||||
сковом |
режиме |
для пластов |
мощностью |
от |
1,2 |
до |
|
2,2 |
м - |
||||
16 t/m^; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при плавной |
управляемой |
передвижке |
|
одновременно |
по |
||||||||
всей длине забоя для пластов мощностью 1,2-2,2 м - |
12 т/м^; |
||||||||||||
для |
пластов |
мощностью 0,7-1,2 м - |
8 т/м2; |
|
|
|
|
||||||
при плавной |
управляемой |
посекционной |
передвижке |
для |
|||||||||
пластов мощностью от 1,2 до 2,2 м - 7 т/м ; |
|
|
|
|
|||||||||
для |
пластов |
мощностью от |
0,7 |
до |
1,2 |
м - 5 |
т/м^. |
|
|||||
71
Дальнейшее совершенствование технологии щитовой вы емки в целях улучшения технико-экономических показателей
должно развиваться в следующих направлениях: |
|
|
1. |
Повышения производительности средств |
выемки за |
счет увеличения энерговооруженности приводов. |
|
|
2. |
Снижения трудоемкости и сокращения времени произ |
|
водства монтажно-демонтажных работ. |
|
|
3. |
Увеличения высоты этажа (длины выемочной полосы). |
|
4 . |
' Совершенствования способов и средств |
крепления |
поддержания оконтуривающих полосу выработок |
(вентиляци |
|
онного и углеспускного гезенков). |
|
|
КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ УПРАВЛЕНИЯ ГОРНЫМ ДАВЛЕНИЕМ ПРИ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СО СЛОЖНЫМИ ГОРНОГЕОЛОГИЧЕСКИМИ УСЛОВИЯМИ
Классифицирование природных условий или |
производст |
венно-технических процессов является методом |
анализа и |
установления области применения тех или инУх результатов научных исследований. Эффективность классификационных по
строений определяется прежде всего |
представительностью |
||
классификационных признаков - критериев. |
Классификаций |
||
способов управления горным давлением |
для сложных горно |
||
геологических условий до сих пор не было |
по той |
причине, |
|
что вопрос об обосновании и выработке |
критериев |
сложно |
|
сти условий только недавно поставлен |
на |
повестку |
дня на |
учно-технической общественностью в горнодобывающей от расли промышленности. В то же время имеются предложен ния по классификации безлюдных способов разработки уголь ных месторождений подземным способом, которые предназ начены ( по нашему определению) для сложных горногеоло гических условий.
Авторы работы [я] считают, что одним из важных кри
териев выбора того или иного способа безлюдной |
выемки |
|||
(технологической |
схемы) является способ управления гор |
|||
ным давлением. Эта позиция нашла свое отражение |
при по |
|||
строении классификационной схемы, которая |
заимствована |
|||
нами |
из работы |
[9^ и приводится ниже. |
|
|
В |
работе [50] |
приводится другая классификация: |
|
|
72
I. Средства и способы управления кровлей |
и крепления |
очистного забоя: |
|
а) самопередвигающиеся агрегатные крепи; б) с закладкой выработанного пространства.
II. Средства механизации и способы выемки при отсутствии работы по управлению кровлей и креплению очистного про странства :
а) машинами с удлиненными рабочими органами, движу
щимися вслед за забоем
1.Буровая и шнекобуровая выемка
2.Гидромеханизация
3.Буро-взрывная выемка.
4.Пилы и струги;
б) машинами, |
движущимися вслед за забоем |
|
|
||||
1. Комбайн!.' с дистанционным управлением. |
|
||||||
|
Безлюдная |
выемка |
угля |
|
|
|
|
С креплением |
Б ез крепления |
призабойного |
пространства |
||||
призабойного |
|||||||
пространства |
|
|
|
|
|
|
|
Агрегатная |
I |
|
|
|
|
|
х |
|
|
|
|
|
£0 |
||
|
к Я |
R |
|
|
К |
X |
Ш |
|
со я |
|
к |
О |
|||
|
® о |
СО |
к |
СО |
СО |
g-OS |
|
|
(Q |
СО |
X |
№ |
|||
|
2 х |
О |
2 |
(0 |
я |
О |
5 « |
|
« £ s |
и |
СО |
О |
2 |
X |
X д |
|
X * |
||||||
|
со 5 о |
>> |
с |
а |
а. |
S |
\о |
|
ЮоР |
а |
я |
>> |
со |
Ч |
2 |
|
2 о |
h |
1С-н |
ш |
У. |
о |
|
|
о X |
и |
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
Приведенные |
схемы разделения |
безлюдных |
способов вы |
||||
емки правильнее |
отнести к |
разряду |
классификационных схем, |
||||
нежели к классификациям, так как они являются весьма об щими: в них не дифференцированы все известные способы выемки и не показана область их применения. Достоинством
этих схем является в основном правильность |
выбора клас |
||
сификационного критерия, который, однако, нуждается |
в |
||
дальнейшей конкретизации. |
|
|
|
Классификаций способов управления |
горным |
давлением |
в |
сложных горногеологических условиях |
к настоящему време |
||
ни также не составлено, если не считать предложений част
ного характера. Так, в |
работе [5l] |
помещена классифика |
ционная схема способов |
управления |
горным давлением при |
|
|
73 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
13 |
||
Класс |
Способы управле- |
|
Область и |
условия применения |
' |
|
|
|
|
|
||||||
\класс)ч |
характеристика |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
•ния горным дав- |
|
технологическая |
[ |
дополнительные |
|||||||||||
спосо- |
|
|
лением |
боковых пород |
и |
схема |
и |
средства |
| |
условия |
|
|||||
бов |
|
|
|
|
|
пласта |
|
выемки |
| |
|
|
|
|
|||
1 |
С |
применением |
Во всем диапазоне |
Столбы по простира- Во всем диапазоне |
||||||||||||
|
|
крепи |
|
устойчивости по |
нию и |
падению с |
|
пластов тонких |
и |
|||||||
|
|
|
|
|
род и крепости |
|
ориентировкой за |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
средней мощности |
|||||||||
|
|
|
|
|
угля |
|
боя по падению |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
не менее |
0,3 м |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
(диагонально) и по |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
простиранию |
|
* т £: ±. 25%; |
|
|||||
1а |
С |
применением ме |
Во |
всем диапазоне |
Столбы |
(широкие по- |
|
Л » |
250 |
|
||||||
Во всем диапазоне |
||||||||||||||||
|
ханизированных |
устойчивости по |
лосы) по падению |
|
мощности от 0,7 м. |
|||||||||||
|
гидрофицированных |
род и крепости |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
шитовых крепей |
угля |
|
|
|
|
|
Пласты опасные по |
||||||||
|
поддерживаюше- |
|
|
|
|
|
|
|
внезапным выбро |
|||||||
|
оградительного |
|
|
|
|
|
|
|
сам |
и |
ударам |
|
||||
|
типа и с обруше |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 т <■ +25% ; |
||||||
16 |
нием кровли |
|
|
|
|
|
|
|
|
сС ^ |
-250 |
|
||||
С применением ме |
Устойчивые и сред |
Столбы |
(широкие |
2,0 м > |
т |
0,7 |
м |
|||||||||
|
ханизированных |
ней |
устойчивости; |
полосы) по па |
|
Пласты |
опасные пс |
|||||||||
|
щитовых |
крепей |
во |
всем диапазо |
дению |
|
|
|
внезапным выбро |
|||||||
|
оградительного |
не крепости угл*Г |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
сам |
угля |
и газа, |
|||||||||
|
типа и с |
обру |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
горным ударам |
|
|||||||
|
шением |
кровли |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4/7? < |
+15% |
|
|||||
|
С |
применением пе- |
Устойчивые и сред- |
|
|
|
|
|
еС & -4 5 ° |
|
||||||
|
Столбы |
по прости |
0 ,8 м * т $ |
о,3 |
м, |
|||||||||||
|
редвижных легких |
ней устойчивости; |
ранию с |
диаго |
|
Защитные пласты ( l |
||||||||||
|
оградительно-под- |
средняя крепость |
|
нальным |
(нависа |
|
том |
числе опасные |
||||||||
|
держивающих кре- |
углей |
|
ющим) |
забоем под |
|
по внезапным вы |
|||||||||
|
пей |
(металличес |
|
|
|
углом |
естествен |
|
бросам угля и газа, |
|||||||
|
кие, |
пневмобал*,. |
|
|
|
ного откоса обру |
|
стрелянию |
угля) |
|
||||||
|
лонные и др.) и |
|
|
|
шенных пород или |
|
|
Л m i |
+20%', |
|
||||||
|
обрушением (плав |
|
|
|
ориентированным |
|
|
Ы. ^ |
-4 5 ° |
|
||||||
|
ным опусканием) |
|
|
|
по падению |
|
|
|
||||||||
|
кровли |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
I г С применением ста
ционарных крепей поддерживающего
типа (например, клиновых), с пол ным (частичным) обрушением или плавным сближе
нием боковых по род
Устойчивые и сред |
Столбы по прости |
0,3м * |
т ^ 0,6 м |
ней устойчивости |
ранию |
Защитные пласты, |
|
боковые породы; |
|
в том числе опас |
|
угли всего диа |
|
ные по динамичес |
|
пазоне крепости |
|
ким проявлениям |
|
|
|
горного давления |
|
|
|
А П Ч , |
± 2 0 % ; |
|
|
cL * |
45° |
1л |
С применением пе |
Не ниже средней |
|
редвижных легких |
устойчивости; во |
|
оградительно-под- |
всем диапазоне |
держивающих кре |
крепости углей |
|
пей и закладкой |
||
|
||
выработанного |
|
|
пространства |
|
II Без крепи в очист
ном забое, полным обрушением, пере пуском пород, за кладкой вырабо
танного простран ства
На Естественными или
искусственными по датливыми между-
камерными целика ми и полным обру
шением непосред
ственной кровли в камере с времен ным удержанием основной кровли на
барьерных целиках
74
Во всем диапазоне устойчивости бо ковых пород ( ис ключая конгломе
раты с линзовид ными несвязанны ми выключениями) и крепости угля
Кровли ниже сред ней устойчивости до неустойчивых,
исключая конгло мераты с несвя
занными линзооб разными включе
ниями размерами, соизмеримыми с
пролетом Ьбнажения; крепость
угля любая
Столбы по прости ранию с располо
жением забоя по падению и накло
ном до ± 15° к линии падения
0,5 м i т i 0,8 м
Тяжелые труднообрушаемые кровли, сползающие почвы,
под охраняемыми объектами на по
верхности
Лт ±20%;
оС ^ |
45° |
Камеры |
с |
обратной |
Во всем |
диапазоне |
|
выемкой, |
столбы |
мощности, |
начиная |
||
по простиранию |
от 0 ,3 м. Возможно |
||||
|
|
|
применение отдель |
||
|
|
|
ных схем при лю |
||
|
|
|
бых значениях ко |
||
|
|
|
лебания мощности |
||
Камеры |
с |
обратной |
пласта |
сС$ 450 |
|
0,3 |
т |
1,2 м |
|||
выемкой |
шнеко |
Пласты, не опас |
|||
буровыми дистан |
ные по выбросам |
||||
ционно |
управляе |
или приведенные в |
|||
мыми |
комплекса |
неопасное |
состоя |
||
ми (например, |
ние предваритель |
||||
типа КМД) |
ной обработкой |
||||
|
|
|
защитных |
±30%; |
|
|
|
|
лтб: |
||
|
|
|
U |
|
45° |
Иб
Пв
Иг
Пд
Пе
ПГ
Ша
3 |
4 |
5 |
С временным под |
Устойчивые и сред |
|
держанием непо |
ней устойчивости |
|
средственной кров.боковые породы. |
||
ли барьерными |
Для пил и |
стругов |
погашаемыми це |
угли слабые, тре |
|
ликами |
щиноватые |
или |
|
склонные к |
ударам |
и выбросам
Камеры-лавы с вы Во всем диапазоне емкой шнеко-буро выми комплекса
ми, стругами-тара " нов, стругов и бу
рошнековых комп лексов
i20%;
для пил - любое
o iz 459
Не рекомендуется на пластах с са
мовозгорающимися
углями
С полным обрушени |
|
Устойчивые и сред- |
Столбы |
по прости |
Во всем |
диапазоне |
||||||||||
ем боковых пород I |
1 ней |
устойчивости |
ранию с |
диаго |
тонких |
и |
средней |
|||||||||
длинном очистном |
||||||||||||||||
забое-лаве |
|
боковые породы, |
нальным |
( нависа |
мощности |
пластов, |
||||||||||
|
угли мягкие, мел |
ющим) |
забоем под |
начиная от |
Ю - |
|||||||||||
|
|
|
|
кокливажистые или |
углом |
естествен |
■ 0,2 м, |
и любыми |
||||||||
|
|
|
|
склонные к ударам |
ного откоса по |
колебаниями |
мощ |
|||||||||
|
|
|
|
и выбросам |
не |
род. Выемка ка |
ности |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
большой интенсив |
натными пилами |
|
45° |
|||||||||
|
|
|
|
ности |
|
типа ДГИ-ВНИМИ |
ы. г |
|||||||||
С естественными |
|
Устойчивые и сред |
Камеры |
с |
обратной о,з м ~ |
|
|
|
i.+г м |
|||||||
( искусственными; |
|
ней устойчивости; |
выемкой бурошне |
Пласты, не опас |
||||||||||||
податливыми меж- |
|
угли всего диапа |
ковыми |
комплек |
ные по выбросам |
|||||||||||
дукамерными це |
|
зона |
крепости |
сами |
|
|
|
либо защищенные |
||||||||
ликами и |
заклад |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+30%; |
|||
кой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
оС ? |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45° |
||||
С перепуском пород Устойчивые и сред- |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Столбы по прости Во всем диапазоне |
||||||||||||||||
или закладкой вы- |
|
ней устойчивости |
ранию с |
диагональ |
мощности |
и |
|
коле |
||||||||
работанного прост- |
|
боковые .породы, |
ным* (нависающим) |
бания мощности |
||||||||||||
ранства в длинном |
|
угли |
мелкоклива- |
забоем |
под углом |
пластов, |
начиная |
|||||||||
очистном |
забое- |
|
жистые мягкие или |
естественного от |
от tn ■ |
0,2 м |
||||||||||
лаве |
|
|
|
склонные к |
ударам |
коса |
перепускае |
oi & |
|
45° |
||||||
|
|
|
|
и выбросам |
в пе |
мых |
пород |
I за |
|
|||||||
|
|
|
|
риферийной части |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
кладки) . |
Канатная |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
забоя |
|
пила типа ДГИ- |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
ВНИМИ, |
струго- |
|
|
|
|
|
|||
Поддержание в ус |
|
Устойчивые |
и |
тараны |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Полосы |
по восста |
Во» всем |
диапазоне |
||||||||||||
тойчивом |
состоянии |
весьма устойчи |
нию, падению,про |
тонких |
и |
средней |
||||||||||
боковых пород за |
|
вые боковые по |
стиранию |
вынима |
мощйости пластов, |
|||||||||||
счет естественно |
|
роды во всем ди |
емые различными |
начиная от т "0,2м , |
||||||||||||
несущей способно |
|
апазоне крепости |
дистанционно уп |
и любыми колеба |
||||||||||||
сти |
|
|
|
угля |
|
равляемыми меха |
ниями мощности |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
низированными |
с |
С |
|
45° |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
выемочными сред |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ствами (струги, |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
канатные |
аилы, |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
комплекс |
НГМД |
|
|
|
|
|
|||
Комбинированные |
|
Устойчивы** и сред |
и др.) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Столбы |
по прости |
Во всем |
диапазоне |
||||||||||||
средства |
управле**. |
|
ней устойчивости |
ранию, |
полосы по |
|||||||||||
ния горным давле |
|
боковые породы, |
восстанию, |
каме |
мощности |
и |
|
колеба |
||||||||
нием (с креплени |
|
ния мощности, на |
||||||||||||||
ем в нарезных вы |
|
угли |
всего |
диапа |
ры с |
обратной |
чиная с |
tn |
■ 0,3 м |
|||||||
работках |
и без |
|
зона |
крепости |
выемкой |
|
|
|
o i ? |
45° |
||||||
крепи в очистном |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
забое) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С временным удер-:. Неустойчивые и ни |
Камеры |
с |
обратной |
0(3 |
|
6 |
1,2 м |
|||||||||
жанием основной |
|
же средней устой |
выемкой дистан |
|
||||||||||||
кровли |
в камерах |
|
чивости боковые |
ционно управляе |
Пласты, не опас |
|||||||||||
с индивидуальной |
|
породы с проявле |
мыми бурошнеко |
ны е по |
внезапным |
|||||||||||
посадочной кре |
|
нием |
вторичных |
выми |
механизиро |
выбросам или за |
||||||||||
пью, выполняющей |
|
осадок |
|
ванными комплек |
щищенные |
|
30%; |
|||||||||
функцию барьер |
|
|
|
|
сами |
I например, |
|
|
|
|
||||||
ных целиков, в со |
|
|
|
|
типа КМД) |
o i |
= |
|
45° |
|||||||
четании с |
узкими |
|
|
|
|
|
||||||||||
предельно |
напря |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
женными межка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
мерными целика |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ми с полным об |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
рушением |
кровли |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в камерах |
|
|
Устойчивые и сред |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
С временным удер |
|
Длинные очистные |
0 , 4 u i ® |
* |
|
2,0 м |
||||||||||
жанием непосред |
|
ней устойчивости |
забои |
лавы по |
Пласты, |
опасные |
||||||||||
ственной |
кровли |
|
боковые породы |
простиранию. Ка |
по горным |
|
уда |
|||||||||
специальными кре |
|
|
|
|
натные |
пилы типа |
рам или внезап |
|||||||||
пями, |
предвари |
|
|
|
|
ДГИ-ВНИМИ, стру- |
ным высыпанием |
|||||||||
тельно |
возводимы |
|
|
|
|
го-тараны, комбай |
угля, несамовоз- |
|||||||||
ми в нарезных вы |
|
|
|
|
новые установки, |
гораюшиеся |
||||||||||
работках (костры, |
|
|
|
|
бурошнековые ком |
|||||||||||
органка и др.) |
|
|
|
|
плексы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
75
брзлюдпой niiifiMKG крутых пластов канатными |
пилами явля |
|||
ющаяся одной из первых попыток детального |
подраадолопия |
|||
способов управления давлением применительно |
к канатным |
|||
пилам. |
|
|
|
|
На |
основе анализа материалов |
наших |
последований, а |
|
также |
дополнений других авторов |
предлагается |
классифика |
|
ция способов управления горным давлением применительно к разработке крутых ( и крутонаклонных) пластов в сложных горногеологических условиях (табл. 13).
Основным классификационным критерием служат сродства
управления горным давлением; по этому принципу |
все |
спо |
||
соб!,! управления горным давлением разделяются |
на |
три |
||
класса: |
I - с применением крепи, II - без |
крепи, |
Ш - |
ком |
бинированные. |
|
|
|
|
В CBOio очередь в каждом классе выделяются подклассы, |
||||
которые |
характеризуются дополнительными |
классификацион |
||
ными признаками - типом технологической |
схемы и выемоч |
|||
ного органа, для которых ориентировочно |
устанавливается |
|||
область |
применения. |
|
|
|
ЗА К Л ЮЧ Е Н И Е
Витоге обобщения и анализа мирового опыта управления горным давлением на крутых и крутонаклонных пластах со сложными горногеологическими условиями, известных мате
риалов исследований проявлений горного давления и взаимо
действия |
крепей с боковыми и обрушенными |
породами |
(за |
||||
кладкой) |
применительно к этим условиям, |
результатов ком |
|||||
плексных |
исследований автора |
в широком |
диапазоне |
геоло |
|||
гических |
и производственных |
условий |
па |
тонких и |
средней |
||
мощности |
крут!,IX пластах представилось |
возможным |
|
сфор |
|||
мулировать следующие общие выводиi |
и |
разработать |
|
науч |
|||
но обоснованные предложения: |
|
|
|
|
|
|
|
1. |
На угольных месторождениях |
крутого падения |
подав |
||||
ляющее большинство пластов (до 70%)характеризуется слож ными горногоологнческими условиями по таким факторам, как мощность, угол падения, параметры гипсометрии, склон^
ность |
к самовозгоранию и |
динамическим проявлениям гор |
|||||
ного |
давления, |
устойчивость |
боковых |
пород |
и угольного |
||
массива, интенсивность тектонических |
и |
местных |
( непро |
||||
гнозируемых) |
геологических |
нарушений |
и др. |
Для |
подоб- |
||
76 |
|
|
|
|
|
|
|
ш.i.x условий либо технически невозможны оол/цпшо и при менение (на (чтремеппом уровне развития проектирования и машиностроения) механизированных передвижных крепей в длинных очистных забоях-лавах, либо их применение мкопомпческп нецелесообразно и но обеспечивает требуемых норм безопасности.
С учетом известных предложений для пологих и наклон ных угольных пластов разработаны количественные критерии степени сложности по большинству из перечисленных выше природных факторов, способствующих объективному установ лению области распространения сложных горногоологических условий и решению вопросов рационального выбора и разме щения средств и способов управления горным давлением.
2. Перспективными направлениями |
совершенствования |
||
способов управления горным давлением |
в |
очистных |
выра |
ботках тонких и средней мощности крут?,1Х |
угольных |
плас |
|
тов являются следующие: |
|
|
|
л) применение механизированных крепей поддорживиюшооградительного типа с полным обрушением кровли при раз работке широкими полосами по палению щитовыми агрегата ми (пласты мощностью более 0,7 м) ;
б) управление боковыми породами с применением облег
ченных дистанционно управляемых |
передвижных |
крепей ог |
радительно—поддерживающего типа |
с обрушением |
(плавным |
опусканием кровли) или закладкой, стационарных дистанци
онно устанавливаемых крепей |
в |
комплексах |
оборудования, |
|||||
обеспечивающих разработку с |
попояппым |
или |
периодичес |
|||||
ким отсутствием людей в очистном забое |
( пласты мощно |
|||||||
стью |
0,6 м, в том числе нерабочей мощности) |
; |
|
|
||||
в) способы управления горным давлением |
|
без |
примене |
|||||
ния крепи в очистном забое, при которых |
обеспечиваются |
|||||||
возможность и необходимая оффоктивность |
работы |
дистан |
||||||
ционно управляемых выемочных |
комплексов |
в |
|
коротких |
очи |
|||
стных забоях-камерах с обратной выемкой |
или в |
каморах- |
||||||
лавах за счет регулирования устойчивостью |
|
обнажений |
бо |
|||||
ковых |
пород, обрушением (полным или частичным) |
с |
по |
|||||
мощью угольных (или искусственных) ноликов, |
ориентиров |
|||||||
кой забоя в пространстве и другими специальными меропри ятиями.
3. Схема выемки' полосами по восстанию ( канатные пи лы, буро-взрывные средства отбойки) предопределяет не
77
благоприятные условия для управления боковыми |
|
породами |
|||||
без крепления угольными целиками оптимальных |
размеров, |
||||||
механизм работы которых на крутом |
падении за |
пределами |
|||||
упругого деформирования принципиально |
отличается |
|
от |
та |
|||
кового на пологом падении. А именно |
интенсивно |
развива |
|||||
ющиеся в периферийных зонах целиков необратимые |
|
дефор |
|||||
мации при дополнительном существенном влиянии |
касатель |
||||||
ных напряжений сопровождаются на крутом |
падении |
систе |
|||||
матическим "высыпанием" целика, способствующим |
|
более |
|||||
интенсивному развитию потери несущей |
способности |
вплоть |
|||||
до полного разрушения. При этом процесс |
разрушения |
це |
|||||
ликов не представляется возможным затормозить |
|
или при |
|||||
остановить какими-либо известными |
производственно-техни |
||||||
ческими мероприятиями, за исключением увеличения ширины целиков, что связано с повышенными потерями угля ( до 50%)
и опасностью при разработке свит пластов, |
опасных |
по ди |
|||||||
намическим проявлениям горного давления. В связи |
с этим |
||||||||
следует констатировать факт неуправляемости процесса про |
|||||||||
явления |
горного давления при разработке полосами |
по вос |
|||||||
станию |
без крепления с применением угольных |
целиков |
и |
||||||
считать нецелесообразным применение этого способа управ |
|||||||||
ления горным давлением на пластах с боковыми |
породами |
||||||||
ниже средней устойчивости. Имея в виду известные |
досто |
||||||||
инства |
выемки |
полосами |
по восстанию |
канатными |
пилами |
в |
|||
отношении безопасности |
и производительности |
на |
пластах, |
||||||
опасных по горным ударам и выбросам, следует рекомендо |
|||||||||
вать ее |
к применению на пластах с устойчивыми |
боковыми |
|||||||
породами, где вопросы устойчивости обнажений |
вмещающих |
||||||||
пород имеют |
подчиненное значение, а |
технология |
|
работ |
|||||
является конкурентоспособной с другими известными спосо |
|||||||||
бами выемки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
Обоснованы перспективные способы |
управления |
гор |
||||||
ным давлением применительно к разработке |
крутых |
пластов |
|||||||
короткими забоями (камерами с обратной выемкой) |
без |
||||||||
крепления и разработана методика выбора и расчета |
пара |
||||||||
метров системы по геомеханическим факторам (размеры це |
|||||||||
ликов и |
пролетов камер). Особенностью |
предлагаемых спо |
|||||||
собов управления горным давлением с обрушением |
|
или са |
|||||||
мотечной закладкой является применение предельно |
напря |
||||||||
женных |
(податливых) междукамерных |
угольных |
целиков, |
||||||
предопределяющих технико-экономическую |
эффективность |
||||||||
78
способа и перспективу применения камерной системы с об ратной выемкой без крепления дистанционно управляемыми комплексами на глубоких горизонтах в свитах пластов, опас
ных по динамическим проявлениям горного давления |
(вы |
||||||||
бросы, |
горные удары). Методика |
расчета |
предельно |
на |
|||||
пряженных междукамерных целиков |
предусматривает |
учет |
|||||||
макроструктурных особенностей |
строения |
угольного |
массива |
||||||
и изменение остаточной несущей |
способности |
целиков |
во |
||||||
времени. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• 5. Применительно к разработке маломощных |
(от |
0,3 |
до |
||||||
0,6 м ), в том числе защитных, крутых |
угольных |
пластов |
|||||||
дистанционно управляемыми механизированными |
комплекса |
||||||||
ми в длийных очистных забоях-лавах, движущихся |
по |
про |
|||||||
стиранию. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Перспективные способы управления горным давлением ба |
|||||||||
зируются на применении: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) |
облегченных передвижных |
крепей оградительно-под- |
|||||||
держивающего типа в диагональном забое, |
наклоненном |
на |
|||||||
выработанное пространство под углом естественного |
откоса |
||||||||
обрушенных пород, на пластах с |
породами кровли, |
склонны |
|||||||
ми к плавному (упорядоченному) |
опусканию; |
|
|
|
|
|
|||
б) стационарных, дистанционно устанавливаемых |
|
клино |
|||||||
вых крепей поддерживающего типа с регулируемыми |
пара |
||||||||
метрами механической характеристики на пластах |
с |
беспо |
|||||||
рядочным характером обрушения |
пород кровель. |
|
|
|
|
||||
6.Установлены закономерности взаимодействия огради
тельных |
передвижных крепей с боковыми |
породами |
и |
за |
|||
кладкой |
при работе в длинных очистных забоях-лавах, |
дви |
|||||
жущихся |
по простиранию, на пластах мощностью |
от |
0,5 |
до |
|||
0,8 м |
и |
разработаны инженерные методы |
определения |
боко |
|||
вого |
давления закладки на оградительные |
поверхности |
и |
||||
расчета |
параметров крепей в условиях |
ограниченного |
про |
||||
странства с. учетом: |
|
|
|
|
|
||
а) |
динамики процесса (движения забоя, крепи, закладки) ; |
||||||
б) |
угла падения пласта; |
|
|
|
|
|
|
в) |
гранулометрического состава закладочного материала; |
||||||
г) |
ориентировки крепи в плоскости пласта; |
|
|
|
|||
д) |
сжатия закладки смещающимися боковыми породами; |
||||||
е) |
отсутствия или налкчия манжет |
( в |
крепи) и |
размеров |
|||
последних.
Особенностью установленных закономерностей взаимодей79
ствия является резко выраженная неравномерность бокового
давления |
закладки на оградительные элементы |
крепи по |
г-лубине |
засыпки (длине крепи), степень которой |
определя |
ется состоянием закладочного массива (покой, движение) и гранулометрическим составом последнего.
Разработаны геомеханические требования на создание усовершенствованных облегченных передвижных крепей огра- дительно-поддерживающего типа для работы с закладкой и предложены принципиальные конструктивные схемы таких крепей. Отличительной особенностью предложенных схем яв ляется наличие жесткой базы в плоскости пласта, повышаю щей надежность работы крепи и способность ее к передвиж ке за счет бокового давления закладки, а также поддержи вающих кровлю и отталкиваемых крепь от закладки дистан ционно управляемых элементов. Перечисленные мероприятия способствуют повышению надежности работы средств меха низации крепления и управления горным давлением, устойчи
вости боковых пород в забое и обеспечивают |
возможность |
||
периодического (в случае необходимости) |
пребывания |
людей |
|
в очистном забое. |
|
|
|
Область применения закладки с передвижными, облегчен |
|||
ными крепями оградительно-поДдерживающего |
типа оценена |
||
в работе ориентировочно 18-20% очистных |
забоев |
крутых |
|
пластов Донбасса указанной выше мощности. |
|
|
|
7. Исследованы закономерности механизма |
взаимодейст |
||
вия механизированных поддерживающе-оградительных крепей
щитовых агрегатов типа АЩДАЩ, АНЩ, |
АДК |
при промыш |
|
ленных испытаниях и применении на шахтах |
Донбасса |
и |
|
Кузбасса и на этой основе разработан!,i |
методические |
ука |
|
зания по перспективным конструктивным |
схемам и расчет |
||
ным нагрузкам на поддерживающие и оградительные элемен
ты крепей щитовых |
агрегатов |
при разработке |
тонких |
и |
|
средней мощности |
(от 0,7 до |
2 ,2 м ) крутых |
угольных плас |
||
тов широкими, полосами по падению. |
|
|
|
||
8. Разработана |
классификация способов |
управления |
гор |
||
ным давлением для выемки тонких и средней мощности кру тых угольных пластов в сложных горногеологических усло виях как средство, способствующее установлению рациональ ной области применения способов управления горным давле нием.
Основные рекомендации работы предусматривают корен
80