Особливості управління покрівлею на крутому падінні

В случае небольшой мощности пласта (до 0,7-0,8 м) и наличия опорных элементов в выработанном пространстве создаются предпосылки для управления кровлей плавным опусканием. Этот способ применяется при породах У1 класса по классификации ДонУГИ. В качестве специальной крепи в машинной части лавы служат два ряда деревянных или один-два ряда пневматических переносных костров, а в уступной части – непереносимые деревянные костры, устанавливаемые через 4-6 м по падению и 1,8 м по простиранию. Шаг передвижки костров 1,8-2,7 м. Переноска костров производится только снизу вверх. Допускается переноска костров на нескольких участках через пролет. При этом разгружается не более одного костра. Перед началом ниже места работ на 2-4 м и выше на 5-10 м настилаются переносные предохранительные полки. Переноска костров осуществляется в ремонтную смену звеном из 4-6 чел. (рис.4.11).

Плавное опускание является наиболее простым и экономичным способом управления кровлей. При отработке защитных пластов применение этого способа приводит к равномерному сближению боковых пород в выработанном пространстве, что обеспечивает наибольший радиус защитного действия, а при отработке опасных одиночных пластов создает условия для более равномерного распределения напряженного состояния в призабойной части угольного пласта. С увеличением глубины, ростом горного давления и величины конвергенции объем применения плавного опускания снижается и составляет около 30%. В этих условиях деревянные костры допускают значительные смещения (до 200мм) кровли, что не позволяет выполнить технологические процессы в лаве и требуют большого объема работ по подрывке, а это приводит к снижению подвигания (главный показатель работы ОЗ). Специальная крепь для данного способа должна быть не только податливой, но и иметь высокий предварительный распор. Таким условиям отвечают пневматические костры.

Если деревянные костры извлечь не удается, или кровля трудноуправляемая, применяют способ управления кровлей удержанием на деревянных кострах по всей длине лавы. Шаг установки костров составляет 4-6 м по падению и 1,8-2,7м по простиранию пласта. Отставание костров от забоя лавы принимается равным 1,8-4,5 м. Область применения удержанием на кострах снижается с 60% в 1962 году до 30% в 1991году. Этот способ может применяться на пластах с частыми мелкоамплитудными нарушениями пликативного и разрывного характера, на пластах с весьма неустойчивыми породами, при выходе ослабленных пород у геологических нарушений. Способ должен применяться в режиме предельных пролетов (рис.4.12).

В последнее время широкое применение получили пневматические костры конструкции ДонУГИ. Они состоят из двух- или трехполостной замкнутой резино-кордовой оболочки и распределительной аппаратуры. Применяются как в комбайновых, так и в молотковых лавах. Несущая способность пневмокостров обеспечивается за счет наполнения баллонов сжатым воздухом из шахтной воздушной магистрали, проложенной по лаве. Каждый баллон (секция) снабжены двумя вентилями (один вспомогательный). Наполнение баллонов происходит параллельно. Пневмокостры устанавливаются между стойками деревянной крепи с расстоянием по падению 3-6 м. Шаг переноски костра составляет 1,8-2,7 м. Костер опирается на стойки крепи лыжами, изготовленными из труб диаметром 75 мм. Разгружают и распирают костры дистанционно с помощью троса, приводящего в действие воздухораспределительный механизм, а переносят вручную. Очередность переноски такая же, как и деревянных. Для повышения безопасности работы по управлению кровлей плавным опусканием рекомендуется производить в режиме предельных пролетов кровли длиной 25-30 м с установкой по простиранию костров (один-два ряда) с настилкой на них полков из обаполов. Расстояние между кострами 1,8 м по простиранию и 2-4 м – по падению.

Управление кровлей частичной закладкой выработанного пространства может производиться с выкладкой бутовых полос по простиранию и по падению. При частичной закладке полосами по простиранию порода берется из бутовых штреков, однако этот способ сейчас не применяется из-за большой газоносности. Способ управления частичной закладкой с выкладкой полос по падению применяется в 15% лав при наличии в кровле прочных труднообрушаемых пород, а в почве – неустойчивых пород, склонных к сползанию. В качестве закладочного материала используется порода, получаемая при проведении и ремонте вентиляционных штреков. Ширина породной полосы составляет 3,6-5,4 м; расстояние между полосами 6-10м. Основные параметры частичной закладки в зависимости от мощности пласта и боковых пород приведены в таблице 4.5. При использовании этого способа на пластах мощностью более 1 м безопасность работ существенно возрастает. Поэтому способ рекомендуется в породах Ш и 1У класса при мощности пласта не менее 0,8 м.

Условия применения частичной закладки полосами по простиранию – прямолинейные и уступные забои на пластах с боковыми породами П.Ш и 1У класса (ограничивающие факторы мощность пласта не менее 0,7 м, выбросоопасные и самовозгорающиеся пласты), полосами по падению – прямолинейные и уступные забои на пластах с боковыми породами Ш и 1У классов.

Для подрывки пород кровли и почвы в забое бутового штрека бурят два ряда шпуров, длина и количество которых зависит от необходимого объема породы. Шпуры бурят со стороны забоя лавы с углом наклона к линии падения и простирания 50-70⁰. Бурение производится пневмосверлами или перфораторами. Перед каждым взрыванием против бутовых штреков возводится органка. При подрывке почвы крепление бутового штрека осуществляется деревянными стойками под обапол. При подрывке кровли бутовый штрек не крепится. Выше бутового штрека на 1-2 м устанавливается один ряд костров по простиранию через 1,8 м. Породная полоса удерживается одним рядом костров или кустов с настилкой на них полка из обаполов, распилов, а с боковой стороны – обшивкой из распилов, обаполов или досок.

При закладке сплошной полосой под вентштреком ее ширина принимается не менее 40% длины лавы.

При закладке полосами по падению для устройства породных ящиков устанавливается один ряд костров или кустов через 4-6 м, а между ними в комплект призабойной крепи подбиваются дополнительные стойки. Изнутри отшивают на полную мощность обаполами или сеткой. В нижней части ипородного ящика настилается полок на двух рядах костров, устанавливаемых через 1,8 м по простиранию и 2 м по падению. Ниже основного полка на 4-6 м должен устраиваться запасной (дополнительный полок). Кусковатость породы не должна превышать 200-250 мм. Работы по заполнению породных ящиков могут вестись во всех сменах. Технологические схемы частичной закладки приведены на рис.4.10.

Полное обрушение применяется при легкообрушающихся породах кровли и устойчивых, не склонных к сползанию породах почвы (П и Ш классов, а в отдельных случаях 1У и У классов). Мощность пласта от 0,7 м и более. Суммарная мощность обрушающихся пород должна быть не менее 6-8-кратной мощности разрабатываемого пласта. Обрушенная порода подбучивает основную кровлю и дополнительное давление на крепь уменьшается. Обрушение пород кровли производится на одно-двух- реже трехрядную органку или на посадочные стойки ОКУм (или гидравлические тумбы с несущей способностью не менее 600-800 кН. Плотность органной крепи 6-8 стоек на 1 м, посадочные стойки ОКУм устанавливаются через 2 м по падению. Шаг посадки 4-12 м в зависимости от устойчивости пород.

В уступных и комбайновых лавах режущая (органная) крепь возводится снизу вверх в 2-3 ступени на высоту лавы по мере еее подвигания на величину шага обрушения. В нижних 2-3 усткпах возводится одной ступенью, а выше может возводиться поуступно. При таком ступенчатом расположении органной крепи нижняя ее часть должна перекрывать верхнюю не менее чем на 2 м. В органной крепи через каждые 5 м должны оставляться окна шириной не менее 0,7 м, в которых перед посадкой кровли должны быть установлены стойки. К моменту посадки органная крепь должна располагаться не далее 4-5 м от забоя лавы. Для облегчения регулярного обрушения вся деревянная крепь должна удаляться из выработанного пространства посадочными лебедками. При массовой разрушении крепи допускается оставление части крепи в выработанном пространстве.

Технологические схемы управления кровлей полным обрушением на органную крепь приведены на рис.4.6., а в режиме предельных пролетов – рис.4.7.

Установка посадочных стоек в комбайновых лавах предусматривается в два ряда (шахматное расположение), в потолкоуступных забоях – в один ряд. При установке в два ряда стойки ОКУМ второго ряда разгружаются и передвигаются под защитой стоек первого ряда. Первый ряд становится посадочным (вторым) и сразу оказывает повышенное сопротивление сдвижению кровли при посадке. Посадочные стойки устанавливаются так, чтобы проушины на основаниях и разгрузочный клин были обращены к забою. Распор производится путем выдвижения с помощью ломика выдвижной части стойки на необходимую высоту, забивается до отказа клин, надевается шляпа, после чего настроечным винтом стойка распирается между кровлей и почвой. Передвижку посадочных стоек допускается производить на двух-четырех предельных пролетах одновременно в направлении снизу вверх по одной последовательно. Передвижка стоек осуществляется двумя рабочими. Вначале расчищают дорогу и настилают предохранительный полок, закрепляют на стойке крючок троса от лебедки (ручной или пневматической на вентштреке), разгружают и передвигают по полку на новое место (дистанционно), распирают ее, а затем освобождают от каната. Передвижка осуществляется в ремонтную смену в присутствии не ниже пом. начальника участка.

Полное обрушение применяется в 20% случаев. Полное обрушение применяется также при использовании механизированных крепей в лавах пластов с боковыми породами П-У классов и мощностью не менее 0,6 м. При использовании мехкомплексов шахтное поле должно отрабатываться по столбовой системе разработки и, только как исключение, – по комбинированной с транспортировкой на передние промквершлаги. На отдельных пластах, если решаются вопросы охраны штреков, может применяться сплошная система разработки. При этом для охраны вент.штрека должна применяться бутовая полоса шириной не менее 35 м с шагом закладки не более 2,7 м и установкой усиленных костров (ниже бутовой полосы устанавливаются два полка из усиленных костров, ниже которых на 3-4 м – один ряд кусто-костров размером 2 м по падению и 0,8-0,9м по простиранию. Количество стоек в кусте не менее 30 шт.

Одним из наиболее перспективных способов управления кровлей является полная закладка. Его следует применять на пластах, склонных к самовозгоранию, с неусойчивыми и сползающими боковыми породами, с труднообрушаемой кровлей, а также при охране ответственных сооружений и водоемов на поверхности (1, 1У и У классы). Мощность пластов 0,5 м и более. Чаще всего 1,2-1,8 м. Закладка на пластах мощностью менее 0,5 м исключена (особенно на защитных). Из-за отсутствия эффективных средств транспортирования закладочного материала и неудовлетворительного состояния вентиляционных штреков область применения способа очень ограничена и в лучшие времена он применялся не более чем в 10 лавах одновременно. Применяется закладка сухой дробленой породой с размером фракций не более 120-150 мм (самотечная закладка) и гидрозакладка. Так, для охраны Енакиевского завода на шахте «Красный Октябрь» применялась гидравлическая закладка. Производительность закладки 2000 т в сутки. Закладочные работы велись через 5-6 суток. Однако много породной мелочи вместе с водой выносилось на откаточный штрек, что приводило к простоям на зачистку по 2-4 смены.

Параметры закладки в зависимости от пород кровли приведены ниже.

Класс боковых пород Шаг закладки Отставание закладки

от массива

Дата добавления: 2014-11-09