Організація робіт при проведенні виробок великого перерізу (виробок приствольного двору і камер)
Сучасні вугільні шахти характеризуються наявністю великої сітки гірничих виробок. Загальна протяжність гірничих виробок, підготовлених до моменту здачі шахти в експлуатацію, складає від 50 до 100 км. Значний об’єм прохідницьких робіт у вугільній промисловості зв’язаний з будівництвом нових горизонтів на діючих шахтах і на шахтах, що реконструюються. Тому однією із актуальних задач є подальше удосконалення організації і технології гірничопрохідницьких робіт.
У відповідності з календарним планом спорудження приствольного двору і термінами здачі шахти в експлуатацію вибирають найбільш ефективні організаційно-технічні параметри проведення виробок в пропонованій послідовності. Для конкретних гірничо-геологічних умов вибирають комплект гірничопрохідницького обладнання. Після цього визначають оптимальну швидкість проведення виробок і склад прохідницьких бригад. При цьому критерієм служить продуктивність праці і вартість проведення виробки, виражена в кубічних метрах. При прийнятій швидкості проведення виробки розроблюють графік організації робіт (кількість змінної ланки прохідників і їх розстановку на основних процесах циклу і його окремих процесів, порядок і ступінь суміщення їх в часі).
В період проведення виробок приствольного двору видачу породи здійснюють, як правило, через клітьовий ствол. В початковий період робіт необхідно провести збійку між стволами, необхідну для вентиляції, запасного виходу і обслуговування водовідливу в період армування стволів і проведення виробок приствольного двору.
Після виконання робіт з армування клітьового ствола і навішенні кліток починають проведення виробок приствольного двору. Спочатку роботи ведуть в двох вибоях – у вантажній і порожняковій вітках клітьового ствола. При цьому форсують проведення вантажної вітки як виробки, що представляє собою найкоротший шлях до виходу за межі приствольного двору.
Вантажну вітку проводять з підйомом від ствола, що покращує умови проведення ведення робіт. Порожнякову вітку проводять з нахилом від ствола, при цьому виробка описує петлю. Різкий поворот виробки і нахил підошви значно ускладнює роботи.
З-за цього, що вантажна вітка коротша порожнякової і проводять її в більш сприятливих умовах, швидкість проведення її значно вища, а тривалість проведення в порівнянні з порожняковою віткою в 2-3 рази менша. Тому вибій вантажної вітки, досягнувши відкатного штреку (чи квершлагу), розвітлюється на два напрями: один – на збійку з порожняковою віткою, другий – за межі приствольного двору. В зв’язку з цим на вантажній вітці тривалий час відкатку проводять за тупиковою схемою, що обмежує можливість успішно вести роботи з проведення виробок за межами приствольного двору.
Виробки проводять, як правило, суцільним вибоєм, постійне кріплення відстає від вибою на 15-25 м. Кріплення вузлів проводять в міру посування вибоїв.
Після з’єднання порожнякової і вантажної віток появляється можливість не тільки форсувати роботи за межами триствольного двору в найбільш важливих напрямах, але і почати проведення камер і водозбірників. В першу чергу проводять камери насосної і електропідстанції.
При використанні в період будівництва триствольного двору скіпового ствола роботи ведуть в такій послідовності: після закінчення проходки скіпового ствола, не демонтуючи прохідницького обладнання, споруджують завантажувальні камери. Це дає можливість механізувати навантаження породи, яка з камер вибухом зарядів викидається в ствол, де її завантажують і видають на поверхню.
Після цього приступають до спорудження камери перекидача і штовхача (чи двох камер при наявності в одному стволі двох скіпових підйомів) в цьому випадку біля 60% породи поступає в ствол самопливом, а 40% підкидають вручну до камери завантаження, де її відвантажують навантажувачами. В окремих випадках (при значних розмірах камери) для подачі породи від вибою до ствола використовують конвеєр довжиною 6-8 м, що механізує подачу породи і усуває ручну перекиду.
Збійки між стволами можна проводити також зі сторони скіпового ствола. Після закінчення армування ствола в ньому доцільно навісити тимчасові клітки (замість скіпів) і використовувати ствол для допоміжних операцій підйому.
Виробки передбачено кріпити:
камери триствольних дворів – монолітним бетоном і залізобетоном;
горизонтальні виробки – металевим рамним кріпленням з спец профілю СІП з залізобетонною затяжкою, бетоном, набрезк-бетоном, тюбінгами, блоками, збірним рамним залізобетонним і анкерним кріпленням.
Для кріплення капітальних горизонтальних і похилих виробок з великим строком служби і розміщених поза зоною впливу очисних робіт, як правило, використовують монолітне бетонне кріпленні (мал.1).
Найчастіше його використовують для кріпленні виробок триствольних дворів, камер, вузлів сполучення капітальних виробок та стволів.
Основними конструкціями монолітного бетонного кріплення є:
бетонне кріплення з вертикальними стінами та склепистим перекриттям і зворотним склепінням;
бетонне аркове кріплення із зворотним склепінням;
бетонне циліндричне кріплення.
В разі переважання вертикального гірничого тиску як основну форму кріплення приймають склеписту з вертикальними стінками (мал.1,а). Основними частинами такого кріплення є склепіння 2, стіни 4 та фундамент 5. середню частину склепіння називають замком 1, а поверхню спирання склепіння на стіни – його п’ятами 3. відстань від п’ят склепіння до замка по вертикалі називається підйомом склепіння hс. Склепіння буває знижене (висота підйому склепіння hс менша від половини ширини виробки), циркульне (висота підйому склепіння дорівнює половині ширини виробки) і підвищене (висота підйому склепіння більша від половини ширини виробки). Широкого застосування набуло знижене склепіння, висота підйому якого дорівнює третині ширини виробки.
Фундамент бетонного кріплення з прямими стінами заглиблюється в породи грунту з боку стічної канавки на 0.5 м, і з протилежної сторони на 0.25-0.3 м.
У нестійких породах і в разі спучування грунту виробки кріплять бетонним кріпленням з вертикальними стінами, склепистим перекриттям та зворотним склепінням (мал.1,б). У дуже нестійких породах і в разі підвищеного гірничого тиску застосовують аркове бетонне кріплення зі зворотним склепінням (мал.1,в) та циліндричне (мал.1,г).
Малюнок
1 Монолітні
бетонні кріплення