книги из ГПНТБ / Технология добычи и обогащения углей в Печорском бассейне [коллектив. моногр

При подготовке одинарными выработками основная сложность заключается в трудности поддержания выработок в рабочем со­ стоянии после отработки 1-й смежной лавы.

В процессе отработки лавы, как правило с отставанием от забоя последней, одинарный промежуточный штрек (бремсберг) пол-

Рис. 29. Схема заложения наблюдательной станции на южном крыле пласта Четвертого шахтоуправления «Воркутинское» и графики сближения:

1 — величина сближения кровли и почвы; 2 — скорость сближения кровли и почвы

ностью перекрепляется с восстановлением первоначального сече­ ния (на пластах Пятом и Четвертом, рис. 29) или проходится но­ вый штрек вприсечку к угольному массиву на границе с вырабо­ танным пространством (на пластах Тройном и Мощном).

Для обеспечения необходимого разрыва во времени между от­ работкой 1-й лавы и проведением вентиляционного штрека 2-й смежной лавы вприсечку или с оставлением небольшого целика, а также для обособленности ведения подготовительных работ на

73

шахтах № 25, «Юр-Шор», «Центральная», «Промышленная» и дру­ гих проводятся дополнительные штреки и сбойки (рис. 30). Такой способ подготовки обеспечивает последовательную отработку под­ этажей в бремсберговом поле без оставления целиков угля между ними.

Рис. 30. Схема подготовки и отработки пласта Тройного в усло­ виях шахты № 25 •

В 1969 г. на шахтах комбината Воркутауголь пройдено 14,2 км, а в 1970 г. — 31,9 км одинарных выемочных штреков и бремсбер­ гов, что составляет соответственно 6,5 и 16% общего объема про­ ведения подготовительных выработок.

В 1970 г. большое развитие получила одинарная подготовка на шахтах № 25, «Юр-Шор», «Центральная», «Промышленная». Шах­ ты № 1, 40, «Северная» и другие ведут подготовку выемочных участков только одинарными выработками.

С учетом горно-геологических и горнотехнических условий раз­ вития горных работ объем проведения одинарных выработок по Печорскому бассейну можно довести до 60 км в год, что составит около 30% объема проведения всех подготовительных выработок.

Из технико-экономического анализа видно, что на шахтах ком­ бината Воркутауголь одинарные конвейерные штреки (бремсбер­

74

ги) на пластах Пятом и Четвертом при отработке 1-й смежной ла­ вы, как правило, поддерживаются органной или костровой крепью. Перекрепление выработки с восстановлением первоначального или увеличенного сечения ведется в 10—15 м за очистным забоем, за исключением шахт № 1 и 40, где перекрепление ведется с отста­ ванием на 100—150 м и более от забоя лавы. Перекрепление вслед за лавой, т. е. в зоне активных смещений пород, отрицательно влияет на состояние. восстанавливаемой выработки и приводит к. увеличению плотности крепи и дополнительным затратам на ре­ монт и поддержание при отработке 2-й смежной лавы. Выработки находятся в лучшем состоянии при восстановлении с отставанием на 100—150 м и более от забоя 1-й смежной лавы.

На перекрепление конвейерных штреков по пласту Четвертому с учетом расходов на поддержание при отработке 1-й и до отра­ ботки 2-й смежных лав фактические затраты превышают стоимость проведения нового штрека в 1,5—2 раза и колеблются в пределах 54—58 руб. на 1 м при деревянной крепи. При перекреплении вы­ работки металлической арочной крепью после отработки 1-й лавы эти затраты достигают 125 руб. и более на 1 м.

На пласте Тройном вентиляционные штреки 2-й смежной лавы, как правило, проводятся вприсечку к массиву на границе с выра­ ботанным пространством или с оставлением небольшого целика (3—5 м). Проходка вприсечку осуществляется со значительным отставанием от забоя 1-й лавы (100—150 м и более). При отра­ ботке 1-й лавы конвейерные штреки поддерживаются органной крепью, кострами и кострами в сочетании с органной крепью. При этом штреки поддерживаются полным сечением, частью сечения или вообще не поддерживаются.

Хорошее состояние' выработок, пройденных вприсечку, наблю­ дается при поддержании половины ширины конвейерного штрека с применением двухрядной органной крепи. Стоимость проведения вентиляционного штрека вприсечку на пласте Тройном с учетом затрат на поддержание до полного погашения равна или несколь­ ко выше стоимости проведения нового штрека и колеблется в пре­ делах 37—39 руб. на 1 м.

Из опыта поддержания выработок, пройденных вприсечку или восстановленных, видно, что при недостаточном разрыве во вре­ мени между отработкой 1-й смежной лавы и проведением новой или восстановлением старой выработки затраты значительно уве­ личиваются.

Сравнительно большие затраты на поддержание таких вырабо­ ток объясняются: некачественным выполнением работ по поддер­ жанию штрека при отработке 1-й смежной лавы; несоблюдением определенного разрыва во времени и пространстве между очистной выемкой и восстановлением или проведением новой выработки вприсечку; наличием между выработанным пространством и новой выработкой, пройденной вприсечку, целиков угля размером 3—5 м, при раздавливании которых возникают значительные затруднения

75

по поддержанию; несоответствием плотности крепи горно-геологи­ ческим условиям.

За проявлением горного давления в одинарных выработках наблюдения проводились в различных горно-геологических и гор­ нотехнических условиях шахт «Северная», № 25 и «Промышлен­ ная» комбината Воркутауголь и шахт «Пионер» и «Западная» ком­ бината Интауголь. В результате наблюдений, проведенных в 11 вы­ работках, определены величины и характер смещения боковых пород в зависимости от времени и положения очистного забоя как вне зоны, так и в зоне влияния очистных работ.

Основные результаты инструментальных наблюдений приведе­ ны в табл. 15 и на рис. 29 и 31.

По результатам натурных наблюдений составлены типовые схемы крепления и поддержания одинарных выработок для испы­ таний в шахтных условиях. При составлении этих схем учтены величина и неравномерность сближения кровли и почвы и боковых стенок при отработке 1-й смежной лавы. •

В связи с тем что деревянная рамная крепь, как правило, пол­ ностью деформируется в зоне влияния очистных работ, в типовых

При этом необходимо предусматривать запас сечения выработ­ ки по высоте не менее: 300 мм — по пласту Пятому; 400 мм — по пласту Четвертому; 500 мм — по пласту Тройному. Запас сечения по ширине выработки принимается соответственно равным 150, 200 и 300 мм. Со стороны выработанного пространства выработки поддерживаются органной крепью при устойчивых боковых поро­ дах и кострами, заполняемыми породой, при сильнотрещиноватых породах кровли.

Из натурных наблюдений и технико-экономического анализа видно, что применение металлических крепей повышенной подат­ ливости обеспечивает сохранение выработки для отработки двух смежных лав.

На основании опыта работы шахт комбината Воркутауголь и технико-экономического анализа применяемых способов крепления

,и поддержания можно сделать следующие выводы.

1.Подготовка выемочных участков одинарными промежуточ­ ными штреками (бремсбергами) возможна по всем разрабатывае­ мым пластам Печорского бассейна.

2.Стоимость поддержания 1 м'выработки до и при отработке 1-й смежной лавы составляет 0,4—3,6 руб.

3.Общее состояние восстановленных и пройденных вприсечку

выработок зависит от способа их поддержания и физико-механиче­ ских свойств боковых пород.

4.Величина сближения кровли и почвы в одинарных выработ­ ках при отработке 1-й смежной лавы достигает 300 мм.

76

Рис. 32. Типовые схемы крепления и поддержания одинарных выемочных

6 З а к . 734

А-А

Б - Б

6*

5.На величину смещений боковых пород в поддерживаемых выработках большое влияние оказывает фактор времени.

6.При подготовке 2-й смежной лавы (при условии применения деревянной крепи) наиболее целесообразным является проведение новой выработки вприсечку к массиву на границе с выработанным пространством.

7.Перекрепление промежуточного штрека или проведение но­ вого штрека вприсечку необходимо производить с отставанием от забоя 1-й смежной лавы на 100 м и более, но не ранее чем через 1—1,5 месяца после ее отработки.

8.При необходимости ведения работ по перекреплению или проведению нового штрека вприсечку в зоне активных смещений,

в50—70 м за лавой, следует применять податливые крепи.

§6. ИССЛЕДОВАНИЕ НАГРУЗКИ НА МЕТАЛЛИЧЕСКУЮ КРЕПЬ

ВЗОНЕ ВЛИЯНИЯ ОЧИСТНЫХ РАБОТ

Для разработки рекомендаций по выбору рациональных пара­ метров металлической арочной крепи ПечорНИИПроектом выпол­ нены исследования проявлений горного давления в подготовитель­ ных выработках шахт комбината Воркутауголь. С этой целью в вы­ работках, подверженных влиянию очистных работ, установлены замерные станции. Давление пород на крепь определялось при помощи динамометров типа БОД-180 и тензометрических датчиков. Одновременно с изменением давления на крепь производились наблюдения за смещением боковых пород. Станции закладывались как при проведении выработки, так и в процессе ее эксплуатации.

По результатам наблюдений был исследован характер измене­ ния давления во времени и зависимость величины нагрузки на крепь от горно-геологических и горнотехнических факторов.

Математическая обработка экспериментальных данных позво­ лила представить зависимость нагрузки на крепь от основных влия­ ющих факторов следующими выражениями:

в зоне активного влияния очистных работ

при значении корреляционного отношения г, равном 0,987; в над- и подрабатываемых выработках

при г, равном 0,795,

где Р — нагрузка на 1 м выработки, тс; S — площадь поперечного сечения в свету, м2; Я — глубина заложения выработки, м; т — мощность пласта, м; / — коэффициент крепости вмещающих пород.

Анализируя зависимости (14) и (15), можно сделать .вывод, что взаимосвязь отдельных элементов соответствует инженерно-логиче­ ским представлениям об изучаемом явлении. Выражения (14) и

84

(15) в рассматриваемых условиях позволяют вычислять конечную нагрузку на арочную металлическую крепь.

Достоверность расчетов по формулам можно гарантировать только при определенных значениях факторов-аргументов, преде­ лы изменения которых приведены в табл. 16.

Р - в 754*1,92S+0,005H*3,34m-Z,62fnp

S=t0,9

Рис. 34. Номограммы для определения нагрузки на 1 м выработки, испытывающей влияние очи­ стных работ:

а — в зоне активного влияния очистных работ; б — при

надработке и подработке

85.