CC BY
137
© Ю.Н. Долоткин, И.Л. Акоева, И.Н. Груздев, 2010
УДК 622.272
Ю.Н. Долоткин, И.Л. Акоева, И.Н. Груздев
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ КРЕПЛЕНИЯ СОПРЯЖЕНИЙ ОЧИСТНЫХ ЗАБОЕВ С ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫМИ ВЫРАБОТКАМИ
Приведены некоторые основные технологические схемы крепления сопряжений очистных забоев с подготовительными выработками.
Ключевые слова: очистной забой, крепь, уголь, добыча.
Семинар № 13
Технология работ на сопряжениях очистных забоев с примыкающими выработками выбирается с учетом принятых на шахтах системы отработки и способа подготовки выемочных столбов, типа крепи, горно-геологических условий и характеристики угольного пласта и вмещающих пород.
Выбранные схемы и средства крепления сопряжений должны обеспечивать устойчивость выработок, безопасность работ, технологическую и организационную взаимоувязку с производственными циклами по добыче угля в лаве.
На основе анализа и обобщения применяемых на шахтах ОАО «Воркутауголь» схем крепления сопряжений, выполненных расчетов с использованием нормативно- методических документов [1—5], а также изучения опыта крепления сопряжений в других угледобывающих регионах России и за рубежом [6-8], выбраны и предложены наиболее рациональные технологические схемы крепления сопряжений очистных забоев с подготовительными выработками. Предложенные параметры и схемы крепления сопряжений являются базовыми и применимы в нормальных горно-геологических условиях, исключающих влияние зон ПГД от смежных пластов,
повышенного водопритока, геологических нарушений и т. д. В осложненных горно-геологических условиях необходим индивидуальный подход в выборе схемы и параметров крепления с учетом реальной ситуации. При этом, с целью снижения нагрузок на крепь и улучшения ее состояния, рекомендуется применять активные методы управления горным давлением: химическое упрочнение, разгрузка массива, отсечные скважины и т. д.
К сопряжениям относятся участки подготовительных выработок, примыкающие к очистному забою и испытывающие повышенное горное давление и деформации крепи.
Крепь на сопряжении должна удовлетворять следующим требованиям:
• соответствовать по несущей способности нагрузочным свойствам поддерживаемого массива горных пород;
• обеспечивать безопасные условия труда рабочих на сопряжениях;
• не препятствовать выполнению производственных процессов и нормальной работе оборудования;
• быть технологичной, нетрудоемкой при возведении и демонтаже, надежной в работе.
Полная затяжка кровли доской (4,0x0,2x0, /) по 2-І секциям крепи
Рис. 1. Технологическая схема крепления сопряжений очистного забоя с сохраняемой выработкой, закрепленной сталеполимерной анкерной крепью с усилением рамной крепью КСТ (МТПЩ) и поддержанием выработки уменьшенного сечения
Состояние выработок на сопряжениях должно удовлетворять требованиям ПБ в части обеспечения необходимых сечений и размеров свободного прохода людей.
В качестве материалов и средств крепления сопряжений в разработанных схемах используются:
• деревянные стойки;
• индивидуальные гидравлические (ГСК, СГПВ) или металлические стойки трения (Т, ТЖ);
• секции механизированных крепей;
• анкера сталеполимерные (А20В, КА-20 и т. д.);
• анкера канатные (АК, КАГ-20 и т.д.).
Рис. 2. Технологическая схема крепления сопряжения очистного забоя с погашаемой выработкой, закрепленной сталеполимерной анкерной крепью с расположением секций механизированной крепи в выработке
Согласно требований ПБ традиционным средством крепления сопряжения является механизированная передвижная крепь, например, в Печорском бассейне - ОКСА, КСА. Однако, при невозможности или нецелесообразности их применения в некоторых условиях (малая высота выработки, наличие неустойчивых кровель, выработка, закрепленная анкерной крепью) по согласованию с региональным органом Ростехнадзора РФ допускается использование других видов крепи.
Выбор средств крепления в зоне сопряжения определяется конкретными условиями применения с учетом расчетных нагрузок на крепь. В некоторых предлагаемых схемах функции крепи сопряжения выполняет усиливающая крепь.
Выбор способа и параметров охраны выработок, поддерживаемых на границе с выработанным пространством, должен производиться с учетом горногеологических условий и в соответствии с регламентирующими документами [9, 10].
Ниже приведены некоторые основные технологические схемы крепления сопряжений очистных забоев с подготовительными выработками. Данные технологические схемы и параметры установки крепи являются базовыми для усредненных условий. Для использования их в конкретных условиях необходимо произвести перерасчет параметров согласно действующих нормативнометодических документов.
Достаточно эффективным средством поддержания сопряжений является
Рис. 3. Технологическая схема крепления сопряжений очистного забоя с сохраняемой выработкой, закрепленной рамной крепью КМП - АЗ с использованием усиливающей стоечной крепи и канатных анкеров
установка в сечении выработки одной-двух секций механизированной крепи высокой несущей способности и с сохранением за лавой выработки уменьшенного сечения для обеспечения пропуска вентиляционной струи при прямоточной схеме проветривания (рис. 1). Данная схема обеспечивает качественное крепление сопряжения, сохранность за лавой выработки уменьшенной ширины, а также сни-
жает вероятность травмирования рабочих при выполнении концевых операций. Во многих случаях предлагаемая схема крепления сопряжения может являться наиболее предпочтительной по сравнению с другими, так как относительно легко технически и технологически реализуется в конкретных горно-геологических условиях.
Г стойка крепления привода
Усиливающий ряд стоек
лод каждую раму арочной крепи Рис. 4. Технологическая схема крепления сопряжения очистного забоя с сохраняемой выработкой, закрепленной рамной крепью КМП-А3 с расположением подлавного конвейера с верхней стороны выработки
Аналогичная схема крепления сопряжений с использованием секций крепи может применяться на погашаемой за лавой выработке (рис. 2).
Положительно зарекомендовал себя способ усиления рамной крепи сталеполимерными анкерами. Эффективность данного способа во многом определяется
обоснованностью выбора параметров и зон анкерования относительно очистного забоя. Установка усиливающих анкеров (обычных, канатных) должна производиться за зоной временного опорного давления действующей лавы, либо непосредственно в процессе проведения горной выработки, что является более предпочти-
тельным вариантом. При этом анкера могут устанавливаться в межрамное пространство или с подхватом верхняков основной крепи (рис. 3). Такая комбинированная крепь существенно повышает устойчивость пород в зоне сопряжения и обеспечивает сохранность выработки в эксплутационном состоянии, в особенности при применении канатных анкеров длиной до 5-6 м.
При использовании технологической схемы с расположением штрекового конвейера с подлавной стороны в качестве крепи сопряжения экономически целесообразно применять стоечную усиливающую крепь (деревянную, металлическую) или инвентарную крепь из балок СВП-27, устанавливаемых под металлические стойки. При таком расположении приводной головки забойного конвейера исключается необходимость в перестановке сто-
1. Инструкция по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах России. -СПб., 2000.-70с.
2. Инструкция по выбору рамных податливых крепей горных выработок. - СПб. - 1991. — 125с.
3. Методика расчета и выбора параметров крепи на сопряжениях горных выработок при одинарной и парной подготовке выемочных столбов. - СПб., 2004. - 84с.
4. Дополнения в «Инструкцию по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах России в части определения параметров анкерной крепи в выработках подработанных пластов для шахт ОАО «Воркутауголь». -СПб., ВНИМИ. 2005.
5. Дополнения в действующую «Инструкцию по безопасному ведению горных работ на шахтах, разрабатывающих пласты, склонные к горным ударам» (РД05-328-99), учитывающие
ек усиления на сопряжении, связанной с передвижкой конвейера после каждого выемочного цикла (рис. 4).
При залегании в кровле относительно слабых (/=3-4) и неустойчивых пород данная схема крепления сопряжения является наиболее рациональной и предпочтительной, так как работает в режиме, исключающем периодическое «топтание» пород кровли, что в конечном итоге положительно сказывается на устойчивости выработки.
Обеспечение сохранности подготовительных выработок в работоспособном состоянии на весь период эксплуатации во многом определяется обоснованностью и выбором принятых организационно- технических решений по способам и параметрам их крепления в зонах сопряжения с очистным забоем.
--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
специфику шахт ОАО «Воркутауголь». - СПб., ВНИМИ. 2005.
6. Альбом типовых способов крепления сопряжений очистных забоев с прилегающими выработками на шахтах объединения «Инта-уголь», Воркута, 1990. - 86с.
7. Широков А.П., Лидер В.А., Петров А.И. Крепление сопряжений лав. М., Недра, 1987, — 192с.
8. Коровкин Ю.А., Савченко П.Ф., Салама-тин А. С., Постников В.И. Теория и практика длиннолавных систем. М., ООО «Техгормаш», 2004, — 600с.
9. Указания по рациональному расположению, охране и поддержанию горных выработок на угольных шахтах СССР. Л., 1986 г. - 222с.
10. Прогрессивные паспорта крепления, охраны
и поддержания подготовительных выработок при бесцеликовой технологии отработки угольных пла-сгов. Л., 1985, — 112с.ЕШ '
Коротко об авторах __________________________________________________
Долоткин Ю.Н. — кандидат технических наук,
Акоева И.Л. — горный инженер,
(филиал СПГГИ (ТУ) «Воркутинский горный институт»); fspggi@vorkuta.com Груздев И.Н. — горный инженер «Печорниипроект» ОАО «Воркутауголь».
