Научная статья на тему 'ВЛИЯНИЕ ПРИМЕНЯЕМЫХ ВИДОВ КРЕПЕЙ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОТРАБОТКИ МОЩНЫХ КРУТОПАДАЮЩИХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ'

ВЛИЯНИЕ ПРИМЕНЯЕМЫХ ВИДОВ КРЕПЕЙ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОТРАБОТКИ МОЩНЫХ КРУТОПАДАЮЩИХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
44
9
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МОЩНЫЙ КРУТОПАДАЮЩИЙ ПЛАСТ / ДЕФОРМАЦИЯ КРЕПИ / МНОГОЗВЕННАЯ СПИРАЛЬНАЯ КРЕПЬ / ОПОРНОЕ ДАВЛЕНИЕ / ЭЛЕМЕНТЫ КРЕПИ / МЕХАНИЗИРОВАННЫЙ ПОЛОК

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Карасев В.А., Масаев Ю.А., Масаев В.Ю.

Разработка мощных крутопадающих угольных залежей неразрывно связана с решением многих проблем. Применяемые системы разработки предусматривают проведение восстающих выработок на значительной глубине и в таких условиях большое значение приобретает управление кровлей выработанного пространства, позволяющего предотвращать проявления динамических и газодинамических явлений. Во многих случаях горные выработки находятся в зоне влияния очистных работ и их крепь испытывает повышенное горное давление. В таких условиях большой объём горных выработок крепился срубовой крепью с большим расходом крепёжного леса и низкой скоростью их проведения, а для возведения такой крепи необходимо было выработки круглого сечения расширять до прямоугольного сечения с помощью буровзрывных работ В таких условиях в окрестностях выработок образовывались нарушенные зоны и усложнялось их поддержание. Для исключения таких проявлений потребовалась разработка и применение совершенных по конструктивным и технологическим свойствам, прочностным и деформационным параметрам видов крепей. В статье изложены результаты исследований по разработке новых видов крепей и их промышленному применению в условиях шахт Кузбасса.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Карасев В.А., Масаев Ю.А., Масаев В.Ю.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

INFLUENCE OF THE APPLIED TYPES OF SUPPORTS ON THE EFFICIENCY OF MINING OF POWERFUL STEEPLY FALLING COAL SEAM

The development of powerful steeply falling coal deposits is inextricably linked to the solution of many problems. The applied development systems provide for carrying out rising workings at a considerable depth and in such conditions, it is of great importance to control the roof of the developed space, which allows preventing the manifestations of dynamic and gas-dynamic phenomena. In many cases, mine workings are located in the zone of influence of cleaning operations and their support is experiencing increased mountain pressure. In such conditions a large volume of mine workings is attached to the log support with the high cost of retaining forests and low speed of their conduct, and for the erection of such shoring was necessary elaboration of circular cross-section to expand to a rectangular cross-section using drilling and blasting In such conditions in the vicinity of the excavations formed the disturbed zone and complicated maintenance. To exclude such manifestations, it was necessary to develop and apply types of supports that are perfect in terms of their structural and technological properties, strength and deformation parameters. The article presents the results of research on the development of new types of supports and their industrial application in the conditions of Kuzbass mines.

Текст научной работы на тему «ВЛИЯНИЕ ПРИМЕНЯЕМЫХ ВИДОВ КРЕПЕЙ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОТРАБОТКИ МОЩНЫХ КРУТОПАДАЮЩИХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ»

В.А. Карасев// V.A. Karasev kva.gf@yandex.ru

заместитель директора Горного института ФГБОУ ВО КузГТУ, 650000, г.Кемерово, ул. Весенняя 28 Deputy Director of the Mining Institute FG-BOU VO KuzGTU, 650000, Kemerovo, st. Vesenya 28

В.Ю. Масаев // V.Yu. Masaev masaev-62@mail.ru

канд. техн. наук, доцент ФГБОУ ВО КузГТУ 650000, г.Кемерово, ул. Весенняя 28

candidate of techical sciences, associate professor FGBOU VO KuzGTU 650000, Kemerovo, st. Vesenya 28

■ Ю.А. Масаев //Yu.A. Masaev

I канд. техн. наук, профессор ФГБОУ ВО КузГТУ 650000, г.Кемерово, ул. Весенняя 28

candidate of techical sciences, professor FGBOU VO KuzGTU 650000, Kemerovo, st. Vesenya 28

УДК 622.268.3; 622.281.2

ВЛИЯНИЕ ПРИМЕНЯЕМЫХ ВИДОВ КРЕПЕЙ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОТРАБОТКИ МОЩНЫХ КРУТОПАДАЮЩИХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

INFLUENCE OF THE APPLIED TYPES OF SUPPORTS ON THE EFFICIENCY OF MINING OF POWERFUL STEEPLY FALLING COAL SEAMS

Разработка мощных крутопадающих угольных залежей неразрывно связана с решением многих проблем. Применяемые системы разработки предусматривают проведение восстающих выработок на значительной глубине и в таких условиях большое значение приобретает управление кровлей выработанного пространства, позволяющего предотвращать проявления динамических и газодинамических явлений. Во многих случаях горные выработки находятся в зоне влияния очистных работ и их крепь испытывает повышенное горное давление. В таких условиях большой объём горных выработок крепился срубовой крепью с большим расходом крепёжного леса и низкой скоростью их проведения, а для возведения такой крепи необходимо было выработки круглого сечения расширять до прямоугольного сечения с помощью буровзрывных работ В таких условиях в окрестностях выработок образовывались нарушенные зоны и усложнялось их поддержание. Для исключения таких проявлений потребовалась разработка и применение совершенных по конструктивным и технологическим свойствам, прочностным и деформационным параметрам видов крепей. В статье изложены результаты исследований по разработке новых видов крепей и их промышленному применению в условиях шахт Кузбасса.

The development of powerful steeply falling coal deposits is inextricably linked to the solution of many problems. The applied development systems provide for carrying out rising workings at a considerable depth and in such conditions, it is of great importance to control the roof of the developed space, which allows preventing the manifestations of dynamic and gas-dynamic phenomena. In many cases, mine workings are located in the zone of influence of cleaning operations and their support is experiencing increased mountain pressure. In such conditions a large volume of mine workings is attached to the log support with the high cost of retaining forests and low speed of their conduct, and for the erection of such shoring was necessary elaboration of circular cross-section to expand to a rectangular cross-section using drilling and blasting In such conditions in the vicinity of the excavations formed the disturbed zone and complicated maintenance. To exclude such manifestations, it was necessary to develop and apply types of supports that are perfect in terms of their structural and technological properties, strength and deformation parameters. The article presents the results of research on the development of new types of supports and their industrial application in the conditions of Kuzbass mines.

Ключевые слова: МОЩНЫЙ КРУТОПАДАЮЩИЙ ПЛАСТ, ДЕФОРМАЦИЯ КРЕПИ, МНОГОЗВЕН-

НАЯ СПИРАЛЬНАЯ КРЕПЬ, ОПОРНОЕ ДАВЛЕНИЕ, ЭЛЕМЕНТЫ КРЕПИ, МЕХАНИЗИРОВАННЫЙ ПОЛОК

Keywords: POWERFUL STEEPLY FALLING LAYER, SUPPORT DEFORMATION, MULTI-LINK SPIRAL SUPPORT, SUPPORT PRESSURE, SUPPORT ELEMENTS, MECHANIZED SHELF.

При разработке угольных месторождений подземным способом эффективность добычи полезного ископаемого в большей степени зависит от условий залегания и мощности угольных пластов и особую сложность представляет разработка крутопадающих угольных пластов. Такая разработка сопровождается проведением большого объёма восстающих горных выработок и более половины таких выработок крепятся деревянной срубовой крепью с высоким расходом леса, низкой скоростью проведения и однократным использованием. Кроме того, для возведения срубовой крепи выработки расширяются буровзрывным способом до прямоугольного сечения, что приводит к появлению нарушенных зон в боках выработок, осложняя их поддержание.

Другие виды крепей восстающих выработок не получили широкого применения из-за сложности возведения или недостаточной надежности поддержания выработок. Во многих случаях восстающие горные выработки находятся в зоне влияния очистных работ (рис.1) и их крепь испытывает повышенное горное давление. Устойчивость горных выработок и работоспособность существенно зависят от последовательности ведения работ во времени. В этих условиях требуется применение более совершенных по конструктивным и технологическим свойствам, прочностным и деформационным параметрам видов крепей.

Качество производства буровзрывных работ сказывается на глубине нарушенной зоны вокруг выработки, а также на количестве и величине неровностей породного контура горной выработки, чем мощнее взрывчатое вещество, тем больше происходит нарушение законтурного массива и тем интенсивнее могут развиваться нагрузки на крепь.

Неровности породного контура выработки могут вызвать сосредоточенные неравномерные нагрузки на крепь. В этих случаях несущая способность крепи в значительной степени снижается и увеличивается вероятность её деформации, а пустоты за крепью, образуемые вследствие неровностей контура, могут вызвать появление динамических нагрузок на крепь, возникающих в результате вывалообразования. Для исключения таких проявлений рекомендуется применять забутовку закрепного простран-

ства, которая способствует перераспределению напряжений и снижению смещений за счет расслоения горных пород. При некачественной забутовке или её отсутствии крепь будет испытывать сосредоточенную и резко неравномерную нагрузку, за счет чего в местах непосредственного контакта породного массива с крепью при наличии смещений пород будут передаваться большие местные усилия. При такой нагрузке несущая способность конструкции крепи уменьшается и изгибающие моменты, вызывающие растягивающие напряжения в материале крепи увеличиваются, что может привести к потере устойчивости крепи.

В этих условиях требуется применение более совершенных по конструктивным и технологическим свойствам, прочностным и деформационным параметрам видов крепей. Поэтому, совершенствование конструкции и способов возведения крепи, позволяющей повысить надежность поддержания восстающих выработок и безопасность горных работ при снижении материальных и трудовых затрат является одной из актуальных задач подземной разработки угольных месторождений.

Крепи восстающих горных выработок постоянно совершенствовались в зависимости от уровня развития технологии угледобычи. Развитие техники привело к поточной технологии, совмещая во времени проведение выработок и возведение крепи.

Дальнейшее усовершенствование крепи восстающих горных выработок стало возможным на основе новых теоретических разработок в направлении взаимодействия крепи с горными массивами и использовании современных материалов с учетом предъявляемых технических, производственных и экономических требований.

Технические требования учитывают прочность крепи, её устойчивость, жесткость и податливость.

Работая длительное время в сложных горнотехнических условиях крепь должна обеспечивать устойчивость и сохранность горной выработки и прежде чем выбирать вид и конструкцию крепи необходимо учитывать характер проявления горного давления.

Напряжения в породном массиве зависят от многих факторов - давления, веса вышележащей толщи, остаточных тектонических напря-

Рисунок 1. Схемы проведения восстающих выработок: а - комбинированным способом в устойчивых углях; б - комбинированным способом в неустойчивых углях; 1 - откаточный штрек; 2 - вентиляционный штрек; 3 -подэтажный штрек; 4 - печь; 5 - сбойка; 6 - передовая скважина (0 290+850 мм); 7 - скважина 0 1300+1500 мм Figure 1. schemes for conducting rising workings: a-combined method in stable coals; b-combined method in unstable coals; 1-pumping drift; 2-ventilation drift; 3-sub-storey drift; 4-furnace; 5-failure; 6-advanced well (0 290+850 mm); 7 -

well 0 1300+1500 mm

жений, давления газов и т.д. А на распределение напряжений вокруг горной выработки влияет её форма и величина коэффициента бокового распора А - отношение горизонтальной и вертикальной компонент напряжений нетронутого массива. При небольших значениях коэффициенты бокового распора в кровле и почве выработки возникают растягивающие напряжения и порода, имеющая небольшой предел прочности на разрыв в этом случае разрушается.

Проведение горной выработки создаёт перераспределение и концентрацию напряжений в породном массиве, создавая новое напряженное состояние и интенсивность напряжений в боках выработки становится намного больше, чем в ненарушенном массиве. Характер изменения состояния горной породы в зоне неупругих деформаций зависит от глубины заложения горной выработки, физико-механических и реологических свойств, сечения и формы горной выработки, сопротивления материала крепи и др. В зоне неупругих деформаций происходят различные деформационные процессы из-за которых происходят смещения контура горной выработки, а иногда и поломка разрушение крепи и поэтому величина нагрузки воспринимаемая крепью должна предопределяться характером совместной работы вида крепи и породного массива, окружающего горную выработку. Крепь должна выдерживать давление горных пород не разрушаясь и обеспечивать безопасное рабочее состояние горной выработки.

Деревянные крепи отвечали всем требованиям, но с увеличением глубины ведения горных работ прочность и устойчивость их оказалась недостаточной поскольку при прямоугольной форме поперечного сечения горной выработки элементы срубовой крепи работают в неблагоприятном режиме, испытывая форму продольно-поперечного изгиба.

Монолитные бетонные, пенобетонные, фосфогипсовые и другие крепи имеют высокую прочность, но у них повышенная жесткость и пониженная податливость, что ведёт к их разрушению в зоне ведения очистных работ.

Более всех удовлетворяют техническим требованиям секционные и спиральные крепи, но их недостаток - малая податливость.

Производственные требования:

- крепь не должна оказывать повышенного сопротивления движению воздушной струи по выработке (иметь наименьшее аэродинамическое сопротивление);

- должна быть огнестойкой, морозостойкой, стойкой против гниения и коррозии;

- занимать мало места в горной выработке с целью снижения затрат на выемку породы и крепление;

- быть удобной и нетрудоёмкой при транспортировании и возведении её в горной выработке;

- иметь возможность механизации возведения крепи и изготовления её элементов;

- обеспечивать лёгкую и удобную разборку

Рисунок 2. Конструкция многозвенной спиральной крепи: а - в выработке постоянного сечения; б - в выработке переменного сечения; 1 - поверхность выработки; 2 - элементы крепи; D - диаметр скважины проектного

сечения; Dр - диаметр скважины увеличенного сечения Figure 2. Design multi-tier spiral lining: a development of constant cross-section; b - in the development of variable cross section; 1 - surface generation; 2 - bolting elements; D - diameter borehole design cross section; DP is the diameter of

the enlarged bore section

на отдельные транспортные части при ремонте выработок и предусматривать возможность наиболее полного извлечения крепи из погашаемых выработок и дальнейшего повторного использования.

Деревянные крепи легко транспортировать, возводить и демонтировать, но они не всегда подходят для крепления скважин, за исключением шестизвенной конструкции.

Тюбинговые углепластовые, и особенно металлические крепи можно использовать неоднократно, но в слабых углях поперечное сечение скважин не имеет строго круглую форму и это приводит к необходимости применять забутовку. И наилучшие условия механизированного возведения крепей могут быть достигнуты при использовании спиральных крепей.

Экономические требования:

- крепь должна служить полный срок эксплуатации горной выработки;

- первоначальная стоимость крепи должна быть минимальной;

- расходы на поддержание и ремонт должны составлять небольшую долю первоначальной стоимости крепи и работ по её возведению.

Изучив существующие виды крепей для использования при разработке мощных крутопадающих угольных пластов и их достоинства и недостатки, было принято решение, что наилучшим вариантом должна быть крепь, имеющая форму спирали, состоящей из отдельных прямолинейных элементов и материалом может быть дерево и предназначены они могут быть для крепления вертикальных и наклонных выра-

боток круглой формы сечения.

Такая крепь должна быть выполнена в форме непрерывной винтовой спирали, состоящей из равновеликих прямолинейных элементов (рис.2). Удобство такого вида крепления состоит в том, что в горной выработке постоянного профиля сечения количество элементов в одном витке остаётся постоянным и стыки элементов крепи располагаются вдоль боковой поверхности выработки и если число элементов не кратно целому числу, то стыки сдвигаются по винтовой спирали вдоль выработки (Рис. 2 а).

Но не всегда профиль поперечного сечения восстающей горной выработки имеет строго определенную круглую форму по всей её длине, она может быть изогнутой и не постоянного сечения, поэтому в расширенной части количество элементов в витке крепи увеличивается и число их может быть необязательно целым (рис. 2 б).

Для конструирования узлов и элементов спиралевидной крепи необходимо было обратиться к экспериментальным методам определения напряженно-деформированного состояния или несущей способности рассматриваемой крепи. При взаимодействии с окружающим массивом горных пород в режиме заданной нагрузки были приняты: диаметр восстающей горной выработки (£); длина (I) и толщина (Ь) элементов крепи; коэффициенты линейной (Е) поперечной (и) деформации материала крепи; прочностные характеристики материала крепи на сжатие (стсж) и растяжение (стр); действующая нагрузка на крепь (Р).

Начальные исследования проводились на

Рисунок 3. Зависимость деформаций витков крепи (U/D) и напряжений в них (о) от неравномерности нагрузки Figure 3. Dependence of deformations of support turns (U/D) and stresses in them (о) on load unevenness

моделях из натурных материалов, восстающие выработки обычно имеют диаметр Dр=1300 мм и из этих условий принимался и масштаб изготавливаемых моделей.

Исследования проводились на специальных установках и в задачи экспериментальных исследований входило:

- определение развиваемых напряжений в элементах крепи;

- определение характера деформаций элементов крепи и смещений в витках и отдельных узлах крепи;

- установление зависимости несущей способности крепи от вида материала крепи;

- определение оптимального количества элементов крепи в одном витке;

- установление характера смещений и перераспределение нагрузок на смежные витки при неравномерной нагрузке.

Модели изготавливались из различных материалов и исследовались возможные смещения элементов крепи (и) в стыках, в зависимости от количества элементов крепи в витке, от внутреннего угла (в) между элементами крепи и от действующих напряжений (о) в элементах крепи.

Моделирование позволило в большей мере, чем в натурных условиях изучить поведение конструктивных элементов крепи при влиянии различных факторов, вплоть до полного разрушения. Было установлено, что оптимальный внутренний угол стыка составляет 120^135° и соответствует 6^8 - звенной крепи выработки круглой формы.

Из рассмотренных пород дерева самые прочные результаты показала ель, затем сосна и пихта (рис. 3), причем пихту можно использовать

в тех случаях, когда требуется обеспечивать податливость крепи при незначительно растущих нагрузках.

Для сравнения, в качестве материала крепи, был взят текстолит, который можно отнести к жестким типам материалов крепей, у которых напряжения достигают максимума при деформациях в 2^3 раза меньших, чем у крепей из дерева. Прочность текстолита зависит от соотношения размеров поперечного сечения и гибкости элементов (Я). При соотношении сторон 1:1; 1:2 и 1:4 гибкость элементов соответственно равна 21, 42, 78, поэтому конструкции стыков из текстолита с соотношением сторон сечения более 1:2 теряют устойчивость при незначительных нагрузках (0,12 ств).

В натурных условиях крепь испытывает неравномерную нагрузку из-за вывалов породы, высыпаний угля и тому подобное до того времени, пока восстающая выработка при её проведении остаётся незакреплённой и до ведения очистных работ не подвержена влиянию опорного давления. На этом этапе в массиве горных пород в окрестности незакрепленной выработки действуют определённые напряжения, а поскольку восстающая выработка имеет значительную длину (до 100 м и более), в её поперечном сечении проявляется плоское деформированное состояние и начальное напряженное состояние может быть выражено, как

q=YH, (1)

где H - глубина проведения горной выработки; Y - удельный вес горных пород.

А с учетом однородности начального поля напряжений уравнение равновесия можно выразить, как:

"-"1 I "Z _ Г\

(2)

do_i + dr

= 0,

где ст1, а2 - радиальные и тангенциальные напряжения; г - расстояние от центра выработки.

При нахождении напряженного состояния учитывалось, что на некотором расстоянии от центра выработки R1 породы переходят в запредельное состояние и напряжения остаются непрерывными при переходе из зоны допредельного в зону запредельного состояния.

Радиальное смещение контура незакрепленной восстающей выработки может быть выражено, как:

\Rf-R2) (С + 1)

ипр = £0

({а - 1) + (То 1 а + 1

(2? - (т^Ха - 1)

■(Я^-Я а+1))-^<т0(й12-Д2)

(3)

где е0 - начальная деформация горной породы; R - радиус поперечного сечения круглой горной выработки; R1 - радиус зоны запредельного состояния пород в окрестности горной выработки; С - коэффициент, учитывающий внутреннее трение горной породы (с = р - коэффи-

циент внутреннего трения породы; стсж - предел прочности горной породы на сжатие; а - коэффициент пропорциональности; а0 - остаточная прочность породы.

Приведённая зависимость определяет равновесное состояние незакреплённой выработки и позволяет вычислить предварительное, до установки крепи, смещение контура горной выработки. после установки крепи и проведения очистных работ, в выемочном поле происходит нагружение элементов крепи до максимального значения, соответствующего максимуму опорного давления и на контуре горной выработки создаётся реактивное давление на породный массив.

Таким образом, учитывая условия непрерывности напряжений при переходе из запредельной зоны в допредельную зону результирующие зависимости будут следующие: - для радиуса зоны запредельных деформаций:

(2(ЛГ-1)уН-<Го)(£^)+<Го

Д1 =

(а-1)р+<т0

1 а-1

(4)

- для коэффициента пропорциональности напряжений в запредельной зоне:

_ 2{К-1уНС+аск-а0(С+1))_ 2(К-1)уН-(Тсж

(5)

- для смещений контура закрепленной выработки: г, 2 ,,

_ Г(д1~д ) _

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

С + 1

(2(а-1)уН-СТсж)(а-1)

Данное уравнение определяет равновесное состояние закрепленной горной выработки и позволяет находить нагрузку на крепь и смещения контура горной выработки.

На основе проведённых теоретических и лабораторно-полигонных исследований в натурных условиях была разработана многозвенная спиральная крепь, представляющая собой непрерывную винтовую спираль, состоящую из прямолинейных элементов уложенных по контуру выработки.

Возведение такой крепи, в зависимости от местных горногеологических и горно-технических условий может осуществляться тремя способами.

Первый способ возведения крепи применяется в крепких, устойчивых углях в направлении снизу вверх при помощи передвижного механизированного полка после проведения выработки на проектную длину и поперечное сечение. Горная выработка проводится с помощью буросбоечной машины бурением передовой скважины диаметром 290^850 мм с последующим её расширением до диаметра 1300^1500 мм.

Верхнее и нижнее устье выработки (рис.4) перекрывается предохранительными полками 2 и 9, и в нижнем устье устанавливается и закрепляется посредством анкерной крепи 3 опорный венец 4.

В выработке монтируется передвижной механизированный полок 6, на платформу которого в скипе 1 доставляются элементы крепи 5 с помощью лебёдки 10, которая служит и для перемещения платформы полка. В неподвижном состоянии платформа автоматически удерживается на ступеньках канатного трапа 7.

Затем производится укладка элементов крепи по спирали и после возведения крепи на один виток спирали с торца последнего в витке элемента, для обеспечения начального подпора крепи на породный массив и восприятия крепью нагрузки, прикладывается внешняя сила при помощи домкрата 11. Для повышения устойчивости элементов деревянной крепи смежные витки сшиваются между собой металлическими костылями, либо скобами 12.

Второй способ возведения спиральной крепи применяется в слабых, неустойчивых углях. Сначала пробуривается скважина уменьшенного диаметра, а затем в направлении сверху вниз производится её расширение до проектного сечения выработки. В целях безопасности, нижнее устье горной выработки перекрывается предохранительной решеткой и в выработке монтируется передвижной механи-

Рисунок 4. Возведение спиральной крепи снизу вверх с помощью механизированного полка: 1 - скип; 2 - предохранительный полок; 3 - анкер; 4 - опорный венец; 5 - элементы крепи; 6 - рабочая платформа; 7 - канатный трап; 8 - канат; 9 - предохранительный полок; 10 - лебёдка; 11 - домкрат; 12 - скоба. Figure 4. construction of a spiral support from the bottom up using a mechanized shelf: 1-skip; 2-safety shelves; 3-anchor; 4-support crown; 5-support elements; 6-working platform; 7-rope ladder; 8-rope; 9-safety shelves; 10-winch;

11-Jack; 12-bracket.

зированный полок. Спиральная крепь устанавливается одновременно на двух участках длиной по 6^8 метров и при этом в нижней части каждого участка предварительно устанавливается опорный венец, закрепляемый на стенках выработки анкерной крепью и укладка элементов крепи в каждом участке производится в направлении снизу вверх. Передвижение рабочих в выработке производится по специальному канатному трапу. После завершения работ по креплению участка выработки убирается предохранительная решетка в нижнем устье выработки и работы повторяются.

Третий способ возведения спиральной крепи производится в направлении снизу вверх после проведения горной выработки на проектную длину и поперечное сечение. Верхнее и нижнее устье горной выработки перекрывается

предохранительными полками. В верхнем устье устанавливается несколько витков спиральной крепи, а в полке имеется отверстие, перекрытое лядой, и через него пропущен канат с вентиляционного штрека с помощью которого вручную доставляются элементы спиральной крепи.

Возведение спиральной крепи начинается с нижней части устья горной выработки и для этого сначала устанавливается опорный венец, который закрепляется анкерами, а далее производится укладка элементов крепи по спирали. Для предотвращения падения каких-либо предметов в рабочую зону, на 2^3 метра выше рабочего места вывешивается специальный зонт, закрепляемый канатиком за стойку на вентиляционном штреке.

Работы по возведению крепи выполняются с предохранительного полка из толстых досок

Г

J

площадью не менее 1/3 площади поперечного сечения выработки и устанавливается через один метр высоты.

ной спиральной крепью в крепких устойчивых и слабых неустойчивых углях при помощи передвижных механизированных полков. Промышленное применение многозвенной спиральной крепи позволило сократить расход материала в 2,6 раза и повысить производительность труда в 1,5^2 раза.

В результате проведённых исследований были разработаны безопасные способы и паспорта крепления восстающих горных выработок постоянного и переменного сечения многозвен-

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Карасев В.А. Новый вариант крепления выработок круглого сечения /В.А. Карасев, Е.В. Игнатов // Перспективы развития горнодобывающей промышленности. ^Международная научно-практическая конференция. - Новокузнецк, СибГГМА, 1997. - С. 139-140.

2. Пат. 2399765 РФ МПК Е 21 5/00, Е 21 F 15/00 (2006.01). Способ крепления горных выработок / заявители Гого-лин В.А., Карасев А.В., Масаев Ю.А., Карасев В.А., Масаев В.Ю.; патентообладатель Кузбасский государственный технический университет № 2009128938/03; заявл. 27.07.2009; опубл. 20.09.2010, Бюл. № 26.

3. Карасев В.А. Новые возможности повышения производительности труда при креплении восстающих горных выработок / В.А. Карасев, В.А. Гоголин, Е.В. Игнатов. Новые возможности повышения производительности труда при креплении восстающих горных выработок // Совершенствование технологических процессов при разработке месторождений полезных ископаемых. - Кемерово, научно-технологический центр Кузбассуглетех-нология, 1997. - С. 69-74.

4. Пат. 134588 РФ, МПК Е 21 D 11/00 (2006.01). Комбинированная крепь для горных выработок заявители Масаев Ю.А., Карасев В.А., Храмцов В.И.; патентообладатель Кузбасский государственный Технический университет, № 2013129386/03; заявл. 2006.2013; опубл. 20.11.2013, Бюл. № 32.

5. Пат. 137333 РФ, МПК Е 21 D 5/00, Е 21 D 11/00 (2006.01). Соединительный элемент сегментов спиралевидной крепи / заявители Карасев В.А., Масаев Ю.А.; патентообладатель Кузбасский государственный Технический университет, № 2013129390/03; заявл.26.06.2013; опубл. 10.02.2014, Бюл. № 4.

6. Патент 134589 РФ, МПК Е 21 D 11/00, G 01 B3/00 (2006.01). Калибратор межвиткового шага спиралевидной крепи / заявители Масаев Ю.А., Карасев В.А.; патентообладатель Кузбасский государственный Технический университет, № 2013129388/03; заявл. 26.06.2013; опубл. 20.11.2013, Бюл. № 32.

REFERENCES

1. Karasev,V.A. & Ignatov,E.V. (1997). Novyj variant krepleniya vyrabotok kruglogo secheniya [New version of fastening of workings of circular cross-section]. Perspektivy razvitiya gornodobyvayushchej promyshlennosti. IVMezhdunarod-naya nauchno-prakticheskaya konferenciya, Novokuzneck, SibGGMA, 139-140. [In Russian].

2. Kuzbasskij gosudarstvennyj Tekhnicheskij universitet, Gogolin, V. A., Karasev, A. V., Masaev, Y. A., Karasev, V. A., & Masaev, V. Y. (2010). Sposob krepleniya gornyh vyrabotok [Method of fixing mine workings] (2399765 RF MPK E 21 5/00, E 21 F 15/00 (2006.01)). Byul. № 26. [In Russian].

3. Karasev V.A, Gogolin, V.A.,& Ignatov,E.V.(1997). Novye vozmozhnosti povysheniya proizvoditel'nosti truda pri kreple-nii vosstayushchih gornyh vyrabotok [New Opportunities for Increasing Labor Productivity when Supporting Raising Mine Workings]. Sovershenstvovanie tekhnologicheskih processov pri razrabotke mestorozhdenij poleznyh iskopae-myh-Improvement of technological processes in the development of mineral deposits, 69-74. [In Russian]

4. Kuzbasskij gosudarstvennyj Tekhnicheskij universitet, Masaev, Y. A., Karasev, V. A., & Hramcov, V. I. (2013). Kom-binirovannaya krep' dlya gornyh vyrabotok [Combined roof support for mine workings] (134588 RF, MPK E 21 D 11/00 (2006.01)). Byul. № 32. [In Russian].

5. Kuzbasskij gosudarstvennyj Tekhnicheskij universitet, Karasev, V. A., & Masaev, Y. A. (2014). Soedinitel'nyj element segmentov spiralevidnoj krepi [Connecting element for spiral lining segments] (137333 RF, MPK E 21 D 5/00, E 21 D 11/00 (2006.01)). Byul. № 4. [In Russian]

6. Kuzbasskij gosudarstvennyj Tekhnicheskij universitet, Masaev, Y. A & Karasev, V. A. (2013). Kalibrator mezhvitkovogo shaga spiralevidnoj krepi [Calibrator of the turn-to-turn pitch of spiral lining] (134589 RF, MPK E 21 D 11/00, G 01 B3/00 (2006.01)). Byul. № 32. [In Russian].

35

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.