CC BY
34
12
В.Г. Голоскоков, О.Б. Кортелев, А.И.Щербаков
Таблица 5
№ п/п Место проведения горной выработки Коэффициент крепости пород по М.М. Протодьяконову Поправочный коэффициент
1 Уголь 1 - 1,5 0,98
2 Порода 2 - 3 0,91
3 Порода 4 - 6 0,84
лять сметную стоимость горнопроходческих работ. Это подтверждено многолетней практикой применения норм в ценах 1984 и 1991 годов [5].
Предлагаемая методика может быть использована для предстоящего ввода в 2002 -2003 гг. разрабатываемых сегодня сметных норм и цен. Актуальность этой задачи видна из требуемого огромного объема проходческих работ.
Так, только на шахтах Кузбасса ежегодно проходят 420 -450 км подготовительных выработок [6]. В их число входят:
- 36 % выработок с металлической арочной крепью и крепью трапециевидной формы из спецпрофиля СВП-17 и СВП-22;
- 25 % с клинораспорной анкерной и сталеполимерной крепью;
- 32 % с деревянной рамоч-
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ной крепью;
- 7 % смешанной, комбинированной и бетонной крепи.
Наиболее эффективной и перспективной крепью подготовительных выработок в условиях шахт Кузбасса признана анкерная сталеполимерная. Считается, что ею можно крепить не менее 60 % проводимых пластовых и полевых выработок [6].
1. Голоскоков В.Г., Астахов А.П., Теслицкая Т.М. Сметные межотраслевые нормы расхода материалов буровзрывного комплекса и шпуров при проходке вертикальных стволов и шурфов. Новосибирск: Сибгипрошахт, 1990. - 112 с.
2. Курленя М.В., Голоскоков В.Г., Кортелев О.Б., Щербаков А.И. Ценообразование и сметное дело в строительстве угольного комплекса Сибири. Новосибирск: ИГД СО РАН, НГАСУ, 2000.- С. 336.
3. Викторов С.Д. Научные и практические проблемы внедрения современной техники и технологии взрывных работ на горнодобывающих предприятиях/ Геотехнологии на рубеже XXI века: материалы научно-практической конференции. Новосибирск: ИГД СО РАН, 1999. - С. 31-32.
4. Голоскоков В.Г., Астахов А.П., Теслицкая Т.М. Укрупненные показатели базисной стоимости (УПБСС) горнопроходческих работ для шахт Кузнецкого угольного бассейна. Новосибирск: Сибгипрошахт, 1995. - 42 с.
5. Курленя М.В., Кортелев О.Б., Голоскоков В.Г., Щербаков А.И. Методика разработки сметнонормативной базы для проектирования и строительства угольного комплекса. Новосибирск: Изв. вузов: Строительство, № 5, 2000. - С. 73-79.
6. Егоров П.В., Штумпф Г.Г., Сурков А.В., Храмцов В.И. Разработка и обоснование параметров прогрессивных крепей подготовительных выработок в различных горнотехнических условиях // Геотехнологии на рубеже XXI века: материалы научно-практ. конф. Новосибирск: ИГД СО РАН, 1999. - С. 129.
□ Авторы статьи:
Голоскоков Василий Григорьевич -канд. экон. наук, доц. (Сибирский государственный архитектурностроительный институт)
Кортелев Олег Борисович -докт. техн. наук, с.н.с. (ИГД СО РАН)
Щербаков Александр Иванович -докт. экон. наук, проф. (Сибирский государственный архитектурностроительный институт)
УДК 622.26:622.273
М.А. Волков
АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОХОДКИ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК ПО МОЩНЫМ ПОЛОГИМ И НАКЛОННЫМ ПЛАСТАМ
В настоящее время увеличилась доля подготовительных выработок, проводимых по
мощным (до 5,5 м) пологим и
наклонным пластам. В Кузбассе эта доля составляет 25 %.
Благодаря совершенствованию горношахтного оборудова-
ния, стало возможным в очистных забоях вынимать уголь по пластам мощностью до 5,5 м сразу на полную мощность. При
Строительство подземных сооружений и шахт
13
этом значительно увеличилась скорость подвигания очистного забоя, что повлекло за собой увеличение длины вынимаемого столба и ширины очистного забоя.
Большинство подготовительных выработок в Кузбассе по мощным пластам проводят с оставлением угольных пачек у почвы или кровли, либо у почвы и кровли одновременно. Высота оставляемых угольных пачек у кровли выработки составляет 2-2,5 м в зависимости от мощности пласта, у почвы -0,5-1 м.
Эти способы имеют существенные недостатки, которые ухудшают условия поддержания выработок и усложняют работу очистных комплексов. Оставление угольной пачки у почвы выработки приводит зачастую к ее пучению и выдавливанию во внутрь выработок в процессе эксплуатации. При оставлении угольной пачки у кровли выработки происходит обычно ее обрушение из-за потери сцепления кровли пласта с вышележащими породами. По этой причине значительно увеличивается нагрузка на крепь и снижается безопасность эксплуатации выработок, а также возрастают затраты на их поддержание.
В таких условиях крепить выработки приходится рамной крепью, при этом под воздействием очистных работ до 25-30% выработок опасно деформируются.
Опыт применения анкерной крепи при оставлении угольной пачки у кровли выработки показал, что зачастую замки анкеров располагаются непосредственно в породах кровли пласта почти на контакте с пластом, а в некоторых случаях остаются в оставленной угольной пачке у кровли. В процессе эксплуатации выработки обычно происходит потеря связи угольной пачки с кровлей пласта, что приводит к большим провисаниям угля между анкерами или потери работоспособности ан-
керной крепи из-за обрушения угольной пачки вместе с крепью.
Для надежного закрепления выработки анкерной крепью необходимо, чтобы замки анкерной крепи были закреплены в породах кровли на расстоянии не менее 0,5-0,6 м от места контакта пород кровли и угля пласта. Оставление угольной пачки у кровли пласта потребует увеличение длины анкеров до 3 м, что значительно усложнит их установку и приведет к дополнительному расходу крепежных материалов.
Шахтные наблюдения показали, что анкерная крепь уменьшает смещение пород кровли в 1,6-3 раза, соответственно уменьшая нагрузку на крепь выработок.
Исходя из этого, наиболее прогрессивной крепью в данных условиях является анкерная при смещении пород кровли до 6080 мм и комбинированная анкерно-рамная крепь при смещении пород кровли более 60-80 мм за срок службы выработки. Эти типы крепи обеспечивают высокую устойчивость выработок и безопасность работ при сравнительно низком расходе крепежных материалов.
В настоящее время нет единых рекомендаций относительно самой технологии проходки, а также до конца не решены вопросы охраны подготовительных выработок.
Основное применяемое проходческое оборудование в Кузбассе - это комбайны типа ГПКС и 1ГПКС. При использовании этого оборудования для сооружении выработок с большой площадью поперечного сечения, выработку приходится проходить слоями в несколько заходок по ширине, что требует увеличения затрат времени на непроизводственные процессы.
При анализе опыта проходки выработок площадью поперечного сечения до 35 м2 на шахтах Кузбасса установлено следующее. Много времени тратится на маневрирование
проходческого комбайна по ширине выработки и перемонтаж скребковых приводов, что снижает безопасность работ и увеличивает стоимость сооружения выработки.
В этом случае необходимо выбирать ширину одной заход-ки, исходя из максимальной ширины резания проходческого комбайна, и принимать длину одной заходки равной длине всей выработки, что позволит достигнуть экономии времени за счет сокращения затрат времени на маневрирование проходческого комбайна в призабойном пространстве. Сокращение затрат времени за счет перемонтажа скребковых конвейеров возможно при небольшой высоте нижнего слоя, что позволит подвешивать привода в месте резания комбайна и по мере его продвижения плавно опускать на почву выработки.
Наиболее прогрессивной технологией сооружения подготовительных выработок по мощным пологим и наклонным пластам является проходка выработок на полную мощность пласта без оставления угольных пачек у почвы и кровли выработки, при этом площадь поперечного сечения выработки увеличивается до 35 м2.
В настоящее время отечественная и зарубежная промышленность производит проходческие комбайны, позволяющие проводить подготовительные выработки площадью поперечного сечения до 35 м2 одной заходкой, что обеспечивает сооружение выработок по мощным пологим и наклонным пластам одной заходкой сразу на полную мощность пласта без оставления угольных пачек у кровли и почвы выработки. Эта технология позволит значительно снизить затраты на поддержание выработок без снижения безопасности их эксплуатации.
Прежде всего увеличение длины лавы в 2-3 раза приводит к соответственному увеличению размеров зоны активного аэро-газового обмена между приза-
14
М.А. Волков
бойным и выработанным пространствами. При этом при высоких скоростях подвигания существенно меняется геомеха-нические условия поведения пород основной кровли в выработанном пространстве. Например, установлено, что при под-вигании линии забоя лавы до 100 м/мес, первичный шаг обрушения пород основной кров-
ли, в зависимости от обрушае-мости и стратиграфического состава, составляет обычно 4060 м.
При высоких концентрациях метана в этой смеси происходит загазирование выработок, которое можно избежать за счет увеличения площади поперечного сечения подготовительных выработок.
□ Автор статьи:
Волков
Михаил Александрович
- аспирант каф. «Строительство подземных сооружений и шахт»
Из вышеизложенного следует, что применяемая технология проходки подготовительных выработок по мощным пологим и наклонным пластам не совершенна в современных условиях ведения горных работ. Требуют новые решения вопросы непосредственно самой технологии проходки так и вопросы охраны выработок.
