CC BY
37
УДК 622.283.76
Ю.М. Погудин, Ю.Н. Долоткин, А.В. Борисов,
Л.М. Гусельников, И.Е. Плиско ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ КРОВЛИ
В настоящее время на шахтах ОАО «Воркутауголь»
основным видом крепи подготовительных выработок
является металлическая податливая трехзвенная прочная крепь КМП -А3, с плотностью установки 2,0р/м - в 38% случаев, а в остальных - 1,5 р/м, при креплении монтажных камер, на достигнутых глубинах разработки свыше 700 м, плотность установки крепи МППШ или смешанной крепи КСТ (металлический верхняк и деревянные стойки) составляет 2,0 или более рамы на метр.
Однако, даже при такой плотности установки рам крепи не обеспечивается эксплуатационная устойчивость выработок до момента монтажа механизированного
комплекса.
Как показал анализ состояние выработок, проведенных по шахтам ОАО «Воркутауголь» деформация элементов крепи превышала около 20% протяженности выработки. Стрела прогиба верхняков составляла более 150 мм, что требовало дополнительное их усиление стоечной крепью.
Исследования устойчивости массива пород кровли были проведены в условиях монтажной камеры 532-ю пласта Четвертого ш.«Воркутинская». Характеристика условий и места заложения
приведена ниже.
Монтажная камера 532-ю пласта Четвертого располагается в
центральном блоке. Проектная
длина выработки составляет 210 м, сечение - 15м2, из которых 8,7 М2 приходится на угольный забой. Г лубина заложения монтажной камеры - 638-649 м.
Угольный пласт в зоне заложения монтажной камеры имеет простое строение, мощность
изменялась от 1,28 до 1,42 м при средней величине 1,40 м.
© Ю.М. Погудин, Ю.Н. Долоткин, А.В. Борисов, Л.М. Гусельников, И.Е. Плиско, 2002
коэффициент крепости угля f =3. в непосредственной кровле залегает аргиллит алевролитовый, слоистый. Слабо и среднеустойчивый, мощностью 6,0м, f = 3-4.
Основная кровля представлена алевролитом мелкозернистым,
слоистым, полосчатым, средней устойчивости, мощностью 1,35 мД залегает алевролит мелкозернистый. Гипсометрия пласта спокойная, пологоволнистая, углы по оси монтажной камеры - 3-4, по забою -12- 13о.
Для оценки устойчивости пород в кровлю были установлены глубинные репера через 1 м по длине скважины. В зоне установки замерной станции плотность рамной металлической крепи МТПШ
составляла 2 р/м.
Как предсказали проведенные наблюдения, смещения слоев пород кровли на глубину до 5,0 м (график представлен на рис.), в течении 100170 суток происходили равномерно на величину 80-86 мм с
образованием плавного прогиба.
При этом наиболее интенсивно процесс смещения происходит в первые 25 суток наблюдений после установки замерных станций, величина которых составила 58-63 мм, а скорость смещений в
Результаты замеров смещений кровли (и) по глубинным реперам 1.,.5 в монтажной камере 532-ю в зависимости от продолжительности наблюдений ( Т )
отдельные промежутки времени достигла 4,5 мм/сутки.
Через 130 суток произошло обрушения нижнего слоя пород непосредственной кровли
мощностью 1м на крепь выработки, а затем через 5 суток - обрушение следующего слоя пород с репером №2. При этом интенсифицировался процесс смещения слоя с репером №3, обрушение которого произошло через 215 суток от начала наблюдений при достижении предельного прогиба 170 мм.
Необходимо отметить, что при этом не зафиксировано резкого прироста смещения по
вышележащим слоям, обрушение которого произошло через 240 суток (слоя №4) и 300 суток (слой №5, на рис. Не показано) при величине конечных смещений,
соответственно - 130 мм и 145 мм.
Обрушение пород кровли на глубину до 5 м вызвало деформации металлических верхняков крепи МТПШ и необходимость пробивки дополнительных усиливающих
стоек.
При проведении горных
выработок, закрепленных рамными крепями, как правило, между крепью и контуром выработки имеются пустоты, величина которых в некоторых условиях достигает 0,40,8 м, что вызывает обрушение приконтурного массива, нагружение элементов крепи и их деформации. Поэтому, с целью исключения указанных недостатков
целесообразно использовать крепи активно взаимодействующие с массивом горных пород (анкер-ная крепь).
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Погудин Юрий Михайлович — кандидат технических наук, Санкт-Петербургский государственный горный институт.
Долоткин Юрий Николаевич — кандидат технических наук, зав. лабораторией горно-подготовительных работ Печорниипроект. Борисов Алексей Валентинович — зам. технического директора по горным работам ОАО «Воркутауголь».
Гусельников Лев Митрофанович— зам. зав. лабораторией горно-подготовительных работ.
Плиско Игорь Евгеньевич— ассистент кафедры горного дела, филиал Санкт-Петербургского государственного горного института, Воркутинский горный институт.
