Гірничий тиск в очисних вибоях

При веденні очисних робіт порушується природна рівновага сил в масиві. Породи у виробленому просторі, що втратили опору на вугільний пласт, деформуються і руйнуються. Для запобігання значних деформацій і обвалень порід в робочому просторі очисного забою проводять різні заходи щодо регулювання проявів гірського тиску - кріплення робочого простору очисного забою і управління тиском порід покрівлі за його межами.

Ефективність і безпека ведення очисних робіт в значній мірі залежать від характеру прояву гірського тиску і від уміння управляти їм. Правильний вибір способу управління гірським тиском (управління покрівлею) - дозволяє запобігти обваленню порід покрівлі в привибійному просторі, а на крутому падінні - і сповзання підошви, внаслідок чого і забезпечується безпека і безперебійність роботи по видобутку вугілля.

Збереження привибійного простору визначається стійкістю покрівлі, шириною привибійного простори і часом існування її голої поверхні. Ця задача розв'язується шляхом правильного вибору типу кріпи і її розстановки в очисному забої.

Проте стійкість привибійного простору багато в чому визначається поведінкою порід основної покрівлі у виробленому просторі очисного забою, можливістю її обвалення або зависання у вигляді консолей. Поведінка порід у виробленому просторі характеризується їх схильністю до обвалення.

Якщо породи основної покрівлі мають дві опори - на вугільний масив і опору у виробленому просторі - стійкість порід в очисному забої значно поліпшується.

Опорою порід у виробленому просторі може служити штучна споруда або обрушені породи безпосередньої покрівлі, які при обваленні збільшуються в об'ємі і можуть повністю «підбутити» породи основної покрівлі (рис. 18-1).

Рис. 18‑1 – Способи підтримки привибійного простору:

а – кріпленням зі стійок і закладкою; б – привибійним кріпленням із стійок і спеціальним кріпленням при повному обваленні; в - пересувним механізованим кріпленням

Такий спосіб створення природної опори для основної покрівлі у виробленому просторі називається способом управління покрівлею повним обваленням. Якщо такі опори з роздробленої породи створюються шляхом штучного їх розміщення, то такий спосіб управління покрівлею називається повною або частковою закладкою виробленого простору.

Умовою підбучування порід основної покрівлі породами безпосередньої покрівлі, що обрушилися, є рівність

,

звідки

,

де h_н – потужність порід безпосередньої покрівлі, м;

m – потужність вугільного пласта, м, що виймається;

k_р – коефіцієнт розпушування, рівний відношенню об'єму обрушеної породи до її об'єму в масиві.

Коефіцієнт k_р, складає 1,15... 1,20, а відношення h_н/m =5...6.

Для умов порід категорії А1 і А2 k_р=1,15. Таким чином, якщо потужність порід безпосередньої покрівлі, що обвалюються, дорівнює або більше 6-кратної потужності пласта, то відбувається повне підбучування основної покрівлі і створюється порідна опора її консолі.

Більш якісною опорою з породи у виробленому просторі є його повна закладка привезеною породою, або часткова закладка з породи, одержуваної з бутових штреків.

Вибір способу управління покрівлею для конкретних умов проводиться по класифікації ДонВУГІ, в основу якій встановлена величина опускання консолі, що характеризує породи покрівлі по схильності до обвалення.

Спосіб управління покрівлею повним обваленням

Повне обвалення полягає в періодичному обваленні покрівлі за межами мінімально підтримуваної ширини робочого простору.

Спосіб управління покрівлею повним обваленням застосовується в 95% очисних забоїв Донецького басейну.

При управлінні покрівлею повним обваленням розрізняють первинну посадку і вторинні посадки масиву порід у виробленому просторі (регулярні обвалення).

Первинна посадка покрівлі проводиться після відходу очисного забою від розрізної печі на відстань, залежну від властивостей порід покрівлі, що досягає в окремих випадках 50...80 м і що супроводиться динамічними ефектами і руйнуванням кріпи в робочому просторі лави і завалами лав.

Встановлено, що безпосередня покрівля має два режими обвалення: початкове і стале.

Початкове обвалення охоплює період від проведення розрізної печі до першої посадки безпосередньої покрівлі. У міру відходу від розрізної печі оголення безпосередньої покрівлі зростають. Породи покрівлі поступово згинаються. Потім наступає перше обвалення покрівлі (рис. 18-2), яке не охоплює всієї площі покрівлі в межах оголення. Обвалення шарів відбувається послідовно, при цьому в порівнянні з нижніми шарами зменшуються прольоти і площі оголення верхніх шарів.

Рис. 18-2– Характер першого обвалення порід покрівлі

Це найвідповідальніший період в роботі лави, оскільки початкове обвалення порід нерідко починається раптово, без попереджувальних ознак.

В режимі сталого руху обвалення порід безпосередньої покрівлі, консольно нависаючої над забоєм лави, відбувається ділянками регулярно після пересування кріпи. Відстань, через яку відбувається регулярне обвалення покрівлі, називається кроком обвалення або кроком посадки (рис. 18-3)

Рис.18-3– Періодичність обвалення безпосередньої покрівлі

В роботі основної покрівлі виділяються також два режими — поступове прогинання порід, що приводить до первинного її обвалення і розлом покрівлі після ряду первинних обвалень безпосередньої покрівлі, але крок обвалення при цьому значно менше кроку первинного обвалення.

Первинне і вторинне обвалення основної покрівлі відбувається стихійно, тому можливо затискання кріпи в очисному забої і навіть завали лав.

Для порід покрівлі категорії А1 і А2 без жодних попередніх умов рекомендується застосовувати спосіб управління гірським тиском повним обваленням, якщо виконується умова, а підошва не нижче середній стійкості.

Ці породи не вимагають ніяких додаткових заходів для забезпечення способу управління покрівлею повним обваленням. Проте для порід категорії А2 до первинного обвалення основної покрівлі необхідно у виробленому просторі викладати бутові смуги або демпферні пристрої, а також здійснювати примусове обвалення, запобіжне кріплення від перевантажень і деформацій.

Для категорії порід А3 і А4 з метою застосування способу управління покрівлею повним обваленням до першої посадки необхідно її торпедувати або примусово обрушать, при подальших посадках потрібно проводити торпедування порід основної покрівлі або примусове обвалення.

Дата добавления: 2013-12-14