Плавне опускання покрівлі

Часткова закладка

При управлінні покрівлею частковою закладкою безпосередня і основна покрівлі підтримуються бутовими смугами (рис. 8-12), що зводяться з породи, одержуваної від підривання покрівлі або підошви в бутових штреках. В більшості випадків проводиться підривання покрівлі, оскільки при цьому легше викладати бутову смугу, оскільки не потрібно піднімати породу з штреку на рівень підошви пласта.

Рис. 8‑12 – Управління покрівлею частковою закладкою на пологих пластах

При заляганні в покрівлі міцних порід і великому газовиділенні з виробленого простору, коли у верхній частині штреку можливо скупчення метану, здійснюють підривання підошви пласта.

Бутові смуги викладають у міру посування очисного забою на відстані одна від одної, рівному стійкому прольоту порід покрівлі (до 12 м) (рис. 8-13). Ширина бутової смуги на пологих пластах приймається рівній 4—6 м, але не менш 3—5-кратної потужності пласта.

Рис. 8‑13 – Управління покрівлею частковою закладкою на крутих пластах

Ширина бутового штреку (в м) визначається по формулі

,

де m – товщина пласта, м;

l_б.п – ширина бутової смуги, м;

h_п – висота підривання в бутовому штреку (h_п=0,8—1 м);

k – коефіцієнт розпушування породи при закладці (k=2-2,2).

Шпури бурят ручними або колонковими електросвердлами. Для безпеки робіт бутові штреки закріплюють тимчасовим кріпленням на протязі не менше 3 м від забою і забезпечують вільний вихід в привибійний простір лави.

На крутих пластах при управлінні покрівлею часткову закладку бутові смуги можуть матися свій в розпорядженні по простяганню і по падінню. По простяганню їх розташовують при породах покрівлі II, III і IV класів по класифікації ДонВУГІ, коли в безпосередній покрівлі залягають породи, не схильні до сповзання. Крім того, застосовувати таке розташування смуг можна лише на шахтах, на яких по пилогазовому режиму допускаються вибухові роботи у виробленому просторі.

Ширина бутових смуг, що розташовуються по простяганню, на крутих пластах приймається 6—15 м залежно від стійкості порід покрівлі. Шпури бурят з привибійного простору. Для утримання порід влаштовують порідний ящик, під яким викладають багаття (рис. 8-13). Трудомісткість управління покрівлею при частковій закладці на 50—70 % вище, ніж при повному обваленні. Тому застосовувати часткову закладку доцільно лише в умовах, в яких неможливе повне обвалення.

Управління покрівлею плавним опусканням застосовується за наявності в покрівлі порід, здатних плавно опускатися на підошва пласта, без значних порушень, при підошвах, схильних до здимання. На пологих пластах цей спосіб застосовують при їх товщині, що не перевищує 1 м, на крутих — 0,7 м.

Як спеціальне кріплення застосовують один або два ряди кострів (рис. 8-14), переносимих вслід за посуванням забою. При дерев'яному кріпленні останнє не витягують і залишають у виробленому просторі.

Найбільш раціональні на пологих пластах привибійні гідравлічні стійки, причому в очисному забої використовують два типорозміри стійок: більший типорозмір — поблизу забою і менший — на лінії вигину покрівлі. Дерев'яні багаття можуть бути замінений пневмобаллонними.

Рис. 8‑14 – Кріплення лави при управлінні покрівлею плавним опусканням

8.4.5. Закладні матеріали

Для закладки застосовують пісок, гравій або корені скельні породи, здобуті на поверхні в спеціальних кар'єрах. Закладний матеріал може бути отриманий і безпосередньо в шахті, причому він обходиться в 4 рази дешевше за матеріал, здобутий в кар'єрах. Як закладний матеріал можуть бути використаний шлак металургійних заводів, відходи збагачувальних фабрик, а також порода шахтних відвалів.

Вибір закладного матеріалу визначається двома видами чинників: геомеханічними і технологічними. До геомеханічних відносяться глибина розробки вугільних пластів, кут їх залягання і потужність, зближує пластів, призначення закладного масиву, до технологічних — система розробки, технологія очисних робіт, вид транспорту закладного матеріалу. Геомеханічні і технологічні чинники для різних вугільних басейнів різні, тому і вимоги до закладного матеріалу неоднакові.

Закладний матеріал повинен задовольняти наступним основним вимогам:

вміст пальних в ньому не повинен перевищувати 20%, крім того, він не повинен виділяти шкідливих газів у вироблений простір;

після укладання у вироблений простір він повинен давати мінімальну усадку під тиском і володіти по можливості зв'язністю; бути дешевим.

Окрім загальних вимог до закладного матеріалу пред'являється ряд вимог, пов'язаних з видом вживаної закладки:

при гідравлічній, пневматичній і механічній закладці він повинен володіти мінімальним абразивним, що зменшує знос металевих труб і гумової стрічки;

при пневматичній і механічній закладці закладний матеріал повинен містити мінімальну кількість пилуватих фракцій для зниження пилоутворення;

при гідравлічній закладці закладний матеріал повинен добре віддавати воду і не розмокати в ній; вміст глинистих фракцій в закладному матеріалі не повинен перевищувати 10%, оскільки вони виносяться водою у вигляді шламу і забруднюють вироблення, прискорюють заповнення водовідстійників і т.д.

Максимально допустимий розмір шматків закладного матеріалу при пневматичній і гідравлічній закладці — 60—80 мм, а при самотічній і механічної — 200—250 мм

При самотічній закладці найбільший розмір шматків визначається головним чином умовами безпеки робіт, оскільки при шматках більше 200—250 мм спостерігаються випадки пошкодження відшивання і кріпи у виробленому просторі.

При пневматичній закладці наявність шматків закладного матеріалу розміром більше 60 мм і дрібних фракцій (від 0 до 3—5 мм) приводить до частої закупорки закладного трубопроводу.

Вміст в закладному матеріалі при гідравлічній закладці шматків породи більше 60 мм викликає збільшення усадки закладного матеріалу, різке підвищення питомої витрати води, підвищений знос труб і вимагає збільшення діаметра закладного трубопроводу.

Оптимальні розміри шматків закладного матеріалу: при самотічній закладці — до 100 мм, при пневматичній і механічній— 20—50 мм, при гідравлічній — менше 20 мм Кращим для гідравлічної закладки є чистий кварцовий пісок.

В природному стані закладний матеріал рідко задовольняє вказаним вимогам. Тому окрім звичайної його переробки (дроблення, розсівання) проводять шихтовку, тобто утворюють суміш із закладних матеріалів, що мають різні фізико-механічні властивості.

Процес приготування закладних матеріалів зводиться до дроблення і сортування початкової сировини. Дробильно-сортувальні установки бувають поверхневими і підземними.

8.4.6. Гідравлічна закладка

Процес гідравлічної закладки включає підготовку закладного матеріалу, змішування його з водою, гідротранспортування пульпи по трубах до виробленого простору, підготовку виробленого простору до закладки і зведення закладного масиву, відведення, освітлення води і відкачування її на поверхню.

Для ведення закладних робіт на шахті обладнується гідрозакладочний комплекс (рис. 8-15).

Закладний матеріал з бункера 1 подається па лоток змішувача 2 камери змішувача, на якому він розмивається струменем води з гідромонітора 3. Пульпа, що утворилася, стікає в приймальну воронку і далі в пульпопровід 4, по якому рухається до виробленого простору, що підлягає закладці. У виробленому просторі пульпа скидається, і тверді частки, випадаючи, утворюють закладний масив 5, а вода по дренажній трубі 6 (або канавці) відводиться в підземний водовідстійник 7. Звідси насосами 8 по трубопроводу 9 освітлена вода перекачується в камеру змішувача для повторного використовування або у водовідстійник 10 па поверхні. З водовідстійника вода насосами 11 подається в камеру змішувача. Спад води періодично заповнюється з інших джерел.

Рис. 8‑15 – Принципова схема гідрозакладочного комплексу

Ефективність гідравлічної закладки багато в чому залежить від гранулометричного складу і консистенції пульпи. Тому до пульпи пред'являються жорсткі вимоги.

Ширина простору (крок закладки), що закладається, визначається гірсько-геологічними умовами залягання пласта, поведінкою покрівлі і видом закладного матеріалу і змінюється від 3 до 8 м.

Зведення закладного масиву може проводитися при фронтальному (рис. 8-16, а) і торцевому (рис. 8-16, б) випуску гідросуміші. При фронтальному випуску гідросуміші трубопровід діаметром 185—200 м підвішують уздовж лави до кріпильних стійок у покрівля пласта. Трубопровід через кожні 10 м має відгалуження простору, що убік закладається. При зведенні закладного масиву з піску навіть на пологому пласті можна, не укорочувавши трубопроводу, за одну операцію звести смугу закладного масиву шириною 8 м і завдовжки по падінню 40—50 м. Закладний масив з піску ущільнюється швидко під дією гравітаційних сил фільтрації. При використовуванні роздроблених порід їх шматки можуть накопичуватись поблизу вихідного кінця трубопроводу, що утрудняє зведення закладного масиву. Випуск торця гідросуміші проводять при слабкій покрівля і мінімальному кроці закладки.

Рис. 8‑16
– Схеми зведення закладного масиву

Достоїнства гідравлічної закладки: високий ступінь механізації, мала трудомісткість закладних робіт, простота обладнання, висока продуктивність закладного комплексу, невелика величина усадки масиву, що зводиться.

Недоліком гідрозакладки є подача в шахту великої кількості води, яка зволожує повітря і забруднює дрібними фракціями закладного матеріалу гірські вироблення. Для освітлення води потрібні додаткові вироблення, а для відкачування — насосні установки.

Неможливість поєднання робіт по зведенню закладного масиву з виїмкою вугілля в очисному забої знижує навантаження на очисний забій.

Дата добавления: 2015-07-13