Обучение

22.12.2008

ТОР 7.Ведение работ в сложных горно – геологических условиях

1. Ведение работ в зонах геологических нарушений.

Увеличение глубины отработки угольных пластов, увеличение параметров выемочных столбов с целью уменьшения потерь из-за перемонтажей комплексов, приводит в свою очередь к увеличению вероятности появления в пределах выемочного столба геологических нарушений, подлежащих переходу комплексно – механизированными лавами. В этих зонах резко повышается давление на гидрофицированную крепь, ухудшается состояние пород кровли из-за развитой вблизи нарушений эндогенной трещиноватости, зачастую наблюдается повышенное выделение газа метана. Это приводит к необходимости применения целого ряда дополнительных мер по улучшению взаимодействия крепи с боковыми породами. Осуществление указанных мер связаны со значительными дополнительными и трудовыми затратами, что отрицательно влияет на добычу угля.

Виды нарушений.

В Кузбассе в основном встречаются такие нарушения, как сбросы, взбросы, надвиги пережимы, вздутия, карсты, складчатость, перемятость угля и вмещающих пород, ложные кровля и почва. По форме линий простирания нарушения различают: прямолинейные, криволинейные, комбинированные, а так же простые и сложные. Простые представлены одним типом нарушения, сложные – двумя и более.

По величине амплитуды смещения выделяют два типа нарушений: с амплитудой не превышающей мощности пласта, и с амплитудой, превышающей мощность пласта, а также с изменяющейся амплитудой в пределах выемочного столба, и с неизменяющейся амплитудой. Нарушения в выемочном столбе могут быть с простиранием по всему фронту очистного забоя, и с простиранием не по всему фронту очистного забоя.

Последствия перехода нарушений.

При переходе механизированными комплексами через геологические нарушения возможны критические ситуации из – за необходимости присечки боковых пород снижение скорости подвигания лавы, уменьшения устойчивости крепи на криволинейных участках, повышенный износ механизированного комплекса и многое другое. Все эти факторы могут привести к утрате работоспособности комплекса.
Факторы, вызывающие неблагоприятные взаимодействия комплекса с вмещающими породами могут быть обусловлены горно- геологическими условиями, параметрами нарушения и зоны его влияния. А так же могут быть обусловлены принятой технологией, конструктивными особенностями и режимами управления горных машин. Правильный выбор решений по переходу нарушений с учетом всех факторов способно предотвратить утрату работоспособности комплекса.

Проявления нарушений и их последствия.

1. Заколы кровли при крупноблочном обрушении. Работа гидрофицированной крепи осложнена высоким горным давлением, неблагоприятным его распределением. Секции крепи неустойчивы из-за значительной разности нагрузок по забойному и завальному рядам стоек и часто теряют подвижность при посадке нажестко ( еще говорят «насухо»).
2. При входе комплекса в зону влияния тектонического нарушения в кровле часто образуются вывалы и купола. Куполение – процесс трудноустранимый, и однажды образовавшийся купол распространяется на соседние секции по мере их входа в зону нарушения. Секции крепи становятся крайне неустойчивыми, поскольку нет надежной опоры со стороны перекрытий и оснований.
3. Перепуск пород кровли по перекрытиям наблюдается при образовании купола над поддерживающими элементами секций крепи в верхней части лавы, выемочный контур которой искривлен в зоне перехода нарушения. Неустойчивость крепи обусловлена интенсивным перемещением потерявших сплошность пород.
4. Боковое смещение пород, наблюдаемое при нормальных просадках кровли, приводит к опрокидыванию секций мехкрепи, деформированию стоек и их соединений в опорных элементах, к односторонним просадкам оснований в почву. Чем больше мощность пласта, тем интенсивнее проявляется этот фактор. (В настоящее время эксплуатируются комплексы на мощность пласта до 7м).
5. Движение секций крепи по криволинейным траекториям приводит к изменению их заданного положения. Это выражается различным внедрением оснований крепи в породы почвы, созданием нестабильных условий их передвижения, и в результате – к потере устойчивости.
Секции крепи работают под нагрузкой, как консоли на выпуклых участках, и как балки ан двух опорах – на вогнутых участках.
6. Увеличивается отжим угля от забоя при подходе к нарушению из-за снижения прочности боковых пород и пласта, а также рост горного давления по границам зоны тектонического нарушения.
7. Наличие посторонних включений в массиве угля большой крепости (например включения колчедана) может привести к выходу из строя выемочных машин.

Целесообразность перехода нарушения.

На стадии разведки месторождения, детальной разведки перед вводом месторождения в эксплуатацию, нарушения фиксируются, оцениваются и наносятся на план горных работ. Затем принимаются технологические решения по раскройке шахтного поля. При этом стараются обойти нарушения или нарезать очистные забой так, чтобы как можно меньше нарушений попадало в зону ведения очистных работ.
- При этом лавы могут нарезаться криволинейно, с изменяющейся длиной очистного забоя, чтобы обойти нарушение. При этом проводятся дополнительные работы по наращиванию или сокращению длины механизированного комплекса. Возможна на этом участке эксплуатация мехкомплекса с дополнительной индивидуальной крепью
- Если нарушение имеет большую амплитуду, простирается по всему фронту очистного забоя, то может быть принято решение о работе с перемонтажем очистного комплекса. Т.е. при подходе комплекса к нарушению по всему фронту с большой амплитудой, комплекс останавливается, проводится новая монтажная камера за зоной нарушения, и комплекс перемонтируется. Часть нарушенного участка лавы – бросается, списывается на потери
Если вариант с переходом нарушенной части более целесообразен, чем вариант с перемонтажем комплекса, то составляется паспорт перехода комплексом нарушения.

Паспорт перехода комплексом нарушения

Если вариант с переходом нарушенной части более целесообразен, чем вариант с перемонтажем комплекса, то составляется паспорт перехода комплексом нарушения.

Очень важны параметры комплекса:
- Предельные радиусы вписывания комплекса в формируемый контур;
- Предельные углы разворота секций конвейера относительно друг друга в вертикальной и горизонтальной плоскостях;
- Предельные углы разворота секции крепи относительно друг друга в вертикальной и горизонтальной плоскостях;
- Максимальная и минимальная раздвижность секции крепи;

Чем детальнее произведена разведка (чем больше пробурено разведочных скважин), чем полнее учтены параметры комплекса, тем полнее и точнее можно оценить влияние нарушенных участков на горные работы и принять наиболее правильное решение о целесообразности прохождения нарушения, его обхода или перемонтажа комплекса за нарушение.

Переход очистными забоями зон нарушения.

Рассмотрим два варианта перехода зон нарушения:
- маневрирование комплексом в плоскости пласта для обвода лавы по контуру нарушения или разворота;
- маневрирование комплексом в пространстве при фронтальном переходе разрыва или складки.

Маневрирование комплексом в плоскости пласта для обвода лавы по контуру нарушения или разворота;

Обвод лавы по контуру геологических нарушений осуществляется в случаях, когда нарушения непереходимо из-за слишком больших амплитуд, обводненности или значительной площади нарушения. Перевод нецелесообразен по экономическим или технологическим причинам. Основной способ обвода лавы по контуру нарушения – это маневрирование комплекса.

Схема маневрирования комплексом. а) сгонка волной; б,в) ступенчатый разворот; г,д) набор цыклов

Принцип поворота основан на изгибе базы комплекса (базой является забойный конвейер) и снятия клиновидных выемочных полос угля, а затем обновление полос полными циклами.
Поворот лавы осуществляется в следующей последовательности. Конвейер диагонально придвигается к забою. При этом сохраняется его прямолинейность. Производится выемка клиновой полосы на протяжении всей лавы. Вслед за проходом комбайна передвигаются секции крепи. Затем опять конвейер диагонально придвигается к забою, сохраняя прямолинейность, производится выемка диагональной полосы и т.д. В зависимости от устойчивости пород кровли и угла полного разворота комплекса выбирается режим чередования клиновидных и полных циклов. Этот способ применяется если нарушение находится у одного из флангов очистного забоя, т.е. у конвейерного или вентиляционного штреков.
В связи с изменением прямолинейности трассы комплекса будет изменяться трасса передвижения его концевых частей относительно конвейерного и вентиляционного штреков. Для этого нужно предварительное проведение выработок по трассе обхода или проведение выработок впереди очистного забоя (по типу сплошной системы разработки).
Если нарушение находится в середине очистного забоя, то возможен разрыв комплекса и обход нарушения с двух сторон с последующим соединением частей мехкомплекса. Вариантов обхода нарушений множество и принимаются они в зависимости от конкретных условий.

Маневрирование комплексом в пространстве при фронтальном переход разрыва или складки.

Объемная графическая модель диагонального перехода нарушения комплексом

Принцип перехода разрыва или складки основан на том, что за каждый цикл комплекс поднимается или опускается на 0,1 -0,2м: в почве и кровле комбайн создает систему уступов, по которым движется комплекс. Если длина пути перехода значительна, происходит сильный износ выемочной машины, забойного конвейера, отдельных узлов крепи, подвергающихся изгибу.

2.Ведение работ в зонах повышенного горного давления.

Ведение работ при труднообрушаемой кровле.

С переходом горных работ на большие глубины резко изменились структура и физико – механические свойства горных пород. Наличие в кровли пластов монолитных песчаников значительной мощности и отсутствие на отдельных участках непосредственной кровли вызывает определенные трудности на управлении горным давлением. Ведение горных работ на больших глубинах и в том числе управление горным давлением на пластах с труднообрушаемой кровлей является весьма сложным процессом, поскольку работы производятся в зонах повышенного горного давления. При этом наблюдаются повышенное давление на крепь горных выработок, растрескивание и вывалы горных пород, зажатие секций механизированных крепей, деформация их элементов и крепей выработок. Неожиданные неуправляемые динамические обрушения горного массива наносят большой вред – опасны для людей, разрушают механизмы и горные выработки. Кроме того, зависание кровли вызывает концентрацию горного давления на угольный массив в зоне очистного забоя и на сопряжениях его с горными выработками, что провоцирует горный удар.
Последние крупные аварии под землей в Кузбассе на шахтах «Тайжина» - 2004г. и «Ульяновская» - 2007г. произошли в очистных забоях, использующих самую современную очистную технику. Одной из основных причин взрыва метана стало обрушение кровли на значительной площади при отходе лавы, что привело к образованию избыточного вентиляционного давления, выделению метана и угольной пыли в действующие горные выработки.

Вопросы, связанные с управлением горным давлением в забоях с труднообрушаемой кровлей, решаются в двух направлениях:
- Созданием крепей с высокой несущей способностью и более совершенной конструкцией;
- Разработкой и внедрением специальных мероприятий по разупрочнению труднообрушаемых пород основной кровли для создания дополнительной сети трещин, обеспечивающих снижение интенсивности проявления осадок.

В настоящее время выпускаются секции механизированной крепи с несущей способностью более 10000 кН, что вполне достаточно для отработки пластов с труднообрушаемыми кровлями.
К числу специальных мероприятий по разупрочнению труднообрушаемых пород относятся:
- Упрежающее (передовое) торпедирование.
- Гидрообработка.
- Гидромикроторпедирование.

Передовое торпедирование

Сущность передового торпедирования заключается в активном воздействии на напряженное состояние массива пород кровли путем взрывания впереди очистного забоя специальных (торпедных) зарядов, расположенных в длинных скважинах, которые образуют зону трещин.
Ослабление породного массива может быть осуществлено также гидрообработкой, сущность которой заключается в нагнетании в него жидкости через скважины под давлением. Вследствие воздействия воды происходит размокание пород, ослабление контактов по напластованию и естественным трещинам.

Схема гидроразрыва пород. 1-забой; 2-пласт угля; 3-скважина;4-зародышевая щель;5-расслаивающие трещины; 6-массив основной кровли

Гидромикроторпедирование сочетает элементы передового торпедирования и гидроотработки. Создание дополнительной трещиноватости обеспечивается в результате гидравлического удара при взрывании небольших камуфлетных зарядов ВВ в скважинах, заполненных жидкостью под давлением.
Разупрочнение массива тем или иным способом обуславливает лучшую обрушаемость пород кровли при выемке угля. Уменьшает вероятность зависания консолей.
Но эти вышеперечисленные мероприятия не всегда дают положительные результаты, так как они обладают общими недостатками – неравномерностью и неуправляемостью разупрочнения. Был предложен новый способ разупрочнения труднообрушаемой кровли методом направленного гидроразрыва (НГР).
Легкообрушающиеся породы обладают ярко выраженной слоистостью, способны легко расслаиваться. Труднообрушающиеся кровли сложены крепкими монолитными породами.
Сущность способа направленного гидроразрыва заключается в том, что бурится скважина или шпур, на стенках которых нарезается инициирующая щель необходимой формы и размеров. Под действием давления нагнетаемой жидкости щель начинает развиваться в направлении нарезанной плоскости.

Технологическая схема НГР. 1-нагнетательный трубопровод; 2-самописец; 3- манометр; 4- насос; 5- трубопровод.

Технологическая схема НГР. 1-шпур; 2- герметизатор; 3- жидкость; 4-инициирующая щель.

Т.е. в монолитных породах создаются достаточно протяженные трещины, ориентированные параллельно напластованию и этот массив переходит из разряда труднообрушающихся в категорию легко- или среднеобрушающихся с управляемой обрушаемостью.

Схема заложения скважин в монтажной камере. а – без НГР; б- с НГР; в-схема расположения скважин. 1- скважина для отсечения слоя породы; 2- скважина для расслоения кровли.

Для осуществления метода НГР требуется буровые станки для бурения шпуров по крепкой породе; нагнетательные установки для нагнетания жидкости – высоконапорные насосы или насосные станции мехкомплексов;

Щелеобразователь

щелеобразователь – инструмент для прорезания инициирующих щелей на стенках скважин;
герметизатор зоны инициирующей щели.
В качестве рабочей жидкости может служить вода или эмульсия гидросистем механизированных комплексов.
При длине лавы в 200м для первичной посадки кровли требется бкрение около 10 шпуров глубиной от 4 до 15м.

3. Ведение работ в очистных забоях со слабыми неустойчивыми кровлями.

При ведении горных работ в зонах повышенного горного давления, в зонах нарушений, на пластах со слабыми неустойчивыми кровлями могут наблюдаться отжимы угля, которые происходят в различных местах ведения работ.
В лавах отжимы угля могут происходить с обнажением кровли на величину нескольких метров впереди очистного забоя. Если обнаженная кровля неустойчивая или на породы действует повышенное горное давление, то вслед за отжимами угля происходит образование куполов – вывалы пород кровли. Как указывалось выше - куполение – процесс трудноустранимый, и однажды образовавшийся купол распространяется на соседние секции по мере их входа в зону нарушения. Секции крепи становятся крайне неустойчивыми, поскольку нет надежной опоры со стороны перекрытий и оснований. Происходит увеличение зольности угля за счет обрушенных пород.

Для предотвращения этих явлений предусматриваются следующие мероприятия:
- Передвижку секций механизированной крепи осуществлять с предварительным распором.
- Применение связывающих составов для укрепления кровли;
- Применение опережающей крепи;
   Перетяжка кровли;
   Установка проколот.
- Ликвидация (заделка) куполов.

В лавах с неустойчивыми кровлями передвижка секций должна осуществляться без потери контакта верхнего ограждения крепи с породами кровли, т.е. с небольшим подпором.
В лавах с трещиноватыми, слабыми кровлями производится их упрочнение. Для этого, из очистного забоя, пробуриваются в кровлю шпуры и в них нагнетаются связывающие составы. Т.е. породы склеивают.

В очистных забоях, где наблюдается высыпание кровли, производят перетяжку кровли затяжками, обаполами, однорезками, которые заводятся со стороны забоя на козырьки и затем прижимаются секциями к кровле.

Установка проколот. Заделка купола.

Если не удается «подхватить « кровлю с помощью ее перетяжки, то применяют опережающую крепь. Из забоя под каждой секцией в массив угля под кровлей бурятся скважины длиной 1,5 – 2м и в них вставляются так называемые «проколоты» - металлические балки из спецпрофиля СВП 17, 22 или рельсы. Второй конец балки укладывается на козырек секции. Затем поверх балок осуществляется перетяжка обаполом.
И под прикрытием этой опережающей крепи производится дальнейшая выемка угля.
Если вышеуказанные меры не дали положительных результатов и купола образовались, то производится их заделка.

Крепление ложной кровли анкерами   Применение опережающей крепи (установка проколот)

Различные способы упрочнения кровли

Рассмотрим один из способов заделки куполов на ш. «Чертинская».

Заделка куполов.

(выписка из паспорта выемочного участка лавы №571 ш.»Чертинская»).

При образовании «куполов» в лаве, последние забучиваются лесом. Забутовка начинается от секций крепи, над которыми нет пустот. Одновременно производится заделка «куполов» не более, чем над тремя секциями: из них две крайние передвигаются к забою, а средняя остается на месте в распертом состоянии. Перед производстве работ по забутовке пустот с помощью пик, длиной не менее 1,8 м, с кровли обираются нависшие куски породы, с груди забоя – отжимы угля, с крайних секций – порода. Затем, на перекрытиях передвинутых секций выкладывается клетка из леса, и секции распираются, средняя секция передвигается к забою и распирается.
Работы по забутовке производятся не менее чем двумя опытными рабочими в присутствии лица технического надзора.

Оборка отжимов угля.
В качестве мер недопущения травм от обрушения отжимов угля предусматривается:
- Наклон забоя в сторону массива на 3-5 градусов.
- Оборка отжимов угля перед пуском комбайна вниз металлическими пиками длиной не менее 1,8 м. Горнорабочий, занятый оборкой, должен находиться выше обираемого участка, под перекрытием секции крепи.
- Оборка отжимов перед началом ремонтных работ производится по указанию звеньевого или лица технического надзора.
В каждой смене назначается ответственный за оборку отжимов, фамилия которого заносится в наряд – путевку горного мастера. Перед началом каждой смены горным мастером проверяется состояние забоя и, в случае необходимости, дается задание по дополнительной оборке отжимов и отслоившихся кусков породы.
Оборка отжимов производится при остановленном и заблокированном комбайне и конвейере.

Мероприятия по безопасному ведению работ по ликвидации куполов в лаве №571 пласта 5 ш. «Чертинская».
При возможном обрушении пород кровли с образованием куполов за счет повышения горного давления происходит отжим угля от забоя лавы, кровля обнажается с опереженим забоя до 3,0 м.
Для устранения отжимов угля от забоя применяются так называемые «проколоты» - отрезки из спецпрофиля СВП-22, на каждую секцию, которые устанавливаются в шпуры, пробуренные из забоя лавы на длину 3,5 – 4,0 м. Данные «проколоты» устанавливаются на всем протяжении возможного отжима угля и перекрываются однорезкой или круглым лесом.
Для ликвидации куполов в кровле применяются «проколоты» из металла. В качестве «проколот» используются отрезки круглого металла диаметром не менее 36 мм, отрезки швеллера, а при больших обрушениях и рельсы Р-24. Длина «проколот», как правило не превышает 4,0 м. «Проколоты» одним концом заводят в специально пробуренные шпуры (скважины), а другой конец ложится на козырьки секций. На «проколоты» укладывается однорезка для перетяжки пространства от козырька секции до груди забоя.
Для предотвращения дальнейшего развития купола производят установку опережающих «проколот» в промежутках между уже установленными «проколотами». Опережающие «проколоты» устанавливают в скважины, забуренные на глубину 3-4 м. в массив угля по контакту с породами кровли. Опережающие «проколоты» служат для поддержания кровли при выемке двух – пяти следующих стружек.
Работы по бурению скважин для установки «проколот» производятся опытными рабочими в количестве 3 человек, с назначением одного из них старшим с записью в наряд – путевку горного мастера, под руководством ИТР участка )горного мастера).
Перед началом работ по бурению скважин и установки «проколот» выключаются и блокируются пускатели лавного конвейера и комбайна, производится тщательная оборка нависших кусков угля и породы с помощью пик длиной 2- 3 м., по возможности производят перетяжку кровли однорезкой.
При ведении буровых работ один из рабочих следит за состоянием кровли и, в случае опасности, предупреждает об этом бурильщика. Первый шпур забуривается в массив на контакте угля и породы кровли выше купола на 1-1,5м., а затем через каждые 1,5 – 2,0м.
другой. В шпуры (скважины) устанавливаются «проколоты» и на них укладывается однорезка от козырька до груди забоя. Под прикрытием настила производится бурение и установка следующего «проколота». После установки «проколот» на всем участке или укрепления массива угля с помощью однорезки или анкеров работы по выемке угля возобновляются.

4. Ведение горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа

Газодинамические явления.

1.Внезапное обрушение (высыпание) угля с повышенным газовыделением.

При этом газодинамическом явлении в угольном массиве образуется куполообразная полость. Обрушившийся уголь распологается у полости под углом откоса.

2. Внезапное выдавливание угля с повышенным газовыделением.

Представляет смещение раздавленного угля в выработку на небольшое расстояние. При этом в угольном массиве образуется трещина, заполненная мелким углем.

3.Внезапный выброс.

Внезапный выброс (выдавливание) угля и газа или выброс породы и газа представляет собой опасное и сложное газодинамическое явление, возникающее в газоносных угольных пластах и породах и характеризующееся быстроразвивающимся разрушением массива с отбросом (смещением) горной массы и выделением газа в горную выработку.
Количество угля, выброшенного в выработку, может быть от нескольких тонн до нескольких тысяч тонн, а метана – от десятков кубических метров до сотен тысяч м3.

Признаки внезапного выброса.
Отличительными признаками внезапного выброса угля и газа являются:
а) отброс угля от забоя на расстояние, превышающее протяженность возможного размещения его под углом естественного откоса;
б) образование в угольном массиве полости;
в) смещение угля в выработку;
г) повышенное по сравнению с обычным выделение газа в горную выработку, при котором относительное газовыделение больше разности между природной газоносностью пласта и остаточной газоносностью выброшенного угля.
Дополнительными признаками внезапных выбросов угля и газа могут быть повреждение и отброс оборудования, наличие тонкой угольной пыли на откосе выброшенного угля и на крепи.
Внезапному выбросу угля и газа могут предшествовать предупредительные признаки: резкое увеличение газовыделения в выработку, шелушение забоя, появление пылевого облака на груди забоя, удары и трески в массиве, выдавливание или высыпание угля из забоя, отслаивание кусочков угля от забоя, зажим, выталкивание или втягивание бурового инструмента в шпур (скважину), вынос газа и штыба при бурении.
При обнаружении признаков, предшествующих внезапным выбросам, все работающие должны быть немедленно выведены из выработки.
Дальнейшее ведение работ может быть возобновлено по письменному разрешению технического руководителя шахты.
Отличительными признаками выброса породы и газа являются:
а) образование в массиве полости, оконтуренной породой, расслоившейся на тонкие чешуеобразные пластинки;
б) отброс породы от забоя и дробление значительной ее части до размеров крупнозернистого песка;
в) повышенное выделение газа в выработку.

Разделение шахтопластов на категории опасности по внезапным выбросам угля (породы) и газа

К шахтопластам, склонным к внезапным выбросам угля (породы) и газа, относятся опасные и угрожаемые по внезапным выбросам шахтопласты. В отдельных случаях выделяют особо выбросоопасные участки шахтопластов.
К выбросоопасным относятся шахтопласты, на которых произошли внезапные выбросы или выбросоопасность которых установлена текущим прогнозом или прогнозом при вскрытии.
К угрожаемым относятся пласты в пределах крыла шахтного поля, имеющие общую границу с опасными шахтопластами по простиранию на тех же горизонтах.
К особо выбросоопасным относятся участки выбросоопасных шахтопластов в пределах незащищенной нижней части этажа; в зоне геологического нарушения; в зоне повышенного горного давления (ПГД).
Перечень и порядок отработки особо выбросоопасных участков шахтопластов, выбросоопасных, угрожаемых, защитных шахтопластов, необходимость применения методов прогноза или способов предотвращения выбросов, ежегодно при рассмотрении программы развития горных работ определяет комиссия под председательством технического руководителя угольной компании в составе представителей территориального управления Госгортехнадзора России, ВостНИИ, ВНИМИ, бассейнового технологического института. Указанные перечень и порядок отработки утверждаются совместным приказом компании и территориального управления Госгортехнадзора России.

Порядок применения комплекса мер для безопасной разработки выбросоопасных и угрожаемых угольных пластов

Для безопасной разработки выбросоопасных и угрожаемых угольных пластов предусматривают следующие меры:
а) прогноз выбросоопасности;
б) опережающую отработку защитных пластов;
в) способы предотвращения внезапных выбросов угля и газа и контроль их эффективности;
г) систему разработки и технологию в очистных и подготовительных забоях, снижающих вероятность возникновения внезапных выбросов угля и газа;
д) мероприятия по обеспечению безопасности работающих.
- Прогноз выбросоопасности угольных пластов производится на следующих этапах освоения месторождения (шахтного поля):   при ведении геологоразведочных работ;
  при вскрытии пластов;
  при проведении подготовительных выработок и ведении очистных работ.
Критическая глубина, с которой начинается прогноз выбросопасности для Беловского района – 300м.
- Опережающая отработка защитных пластов заключается в том, что если часть сближенных пластов подвержена внезапным выбросам, то сначала отрабатывают пласты, не склонные к выбросам. В результате опасные пласты, будучи подработаны или надработаны, частично или полностью теряют склонность к выбросам. Сближенные неопасные пласты, опережающая разработка которых создает защиту от выбросов, называются защитными.
При опережающей отработке вскрытие пластов, а также ведение очистных и подготовительных работ в пределах защищенных зон производят без применения прогноза выбросоопасности и способов предотвращения внезапных выбросов, а взрывные работы ведут в режиме, предусмотренном для сверхкатегорных по газу шахт.
- Мероприятия, применяемые для борьбы с внезапными выбросами угля и газа, принято делить на региональные и локальные.

Региональные способы предотвращения внезапных выбросов предназначены для заблаговременной обработки угольного массива впереди очистных и подготовительных забоев.
К региональным способам относятся: опережающая отработка защитных пластов, дегазация угольных пластов, увлажнение угольных пластов.

Дегазация угольных пластов.
Проводится с целью снижения газоносности угольного пласта. Для этого бурятся скважины и через них с помощью вакуумных насосов производится откачивание метана. Применяются различные схемы расположения дегазационных скважин. Скважины могут буриться с поверхности, с откаточных горизонтов, с выемочных штреков, в пласт, в вмещающие породы, в породы над сводом обрушения и т.д.

Эффективность комплексной дегазации может достигать 80% и более.

Локальные способы предназначены для приведения призабойной части угольного массива в невыбросоопасное состояние. Их осуществляют со стороны очистных или подготовительных забоев.
К локальным способам относятся: гидрорыхление, низконапорное увлажнение, низконапорная пропитка, гидроотжим.

Во всех случаях применения региональных и локальных способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа необходимо осуществлять контроль их эффективности.
При разработке незащищенных выбросоопасных угольных шахтопластов должны применяться следующие мероприятия по обеспечению безопасности работающих:
- производство взрывных работ в режиме сотрясательного взрывания;
- устойчивое проветривание забоев с подсвежением исходящей из очистного забоя струи воздуха (кроме сплошной системы разработки);
- регламентация последовательности выполнения технологических процессов и способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа при работе в опасных зонах;
- организация телеметрического контроля за содержанием метана в очистных и подготовительных забоях, в том числе при сотрясательном - взрывании в угольных и смешанных забоях;
- устройство индивидуального и групповых пунктов жизнеобеспечения, переносных спасательных пунктов, телефонной связи;
дистанционного включения и выключения машин и механизмов.

Требования, предъявляемые к рабочим, работающим на выбросоопасных пластах.
Необходимо хорошо знать признаки внезапных выбросов и четко представлять свои действия при внезапном выбросе. Признаки внезапных выбросов возникают в отдельных случаях за несколько часов до внезапного выброса. Поэтому, вовремя распознанные предупредительные признаки помогут предупредить аварию. О появлении признаков внезапного выброса нужно немедленно сообщить горному диспетчеру.
В целях личной безопасности нужно постоянно иметь при себе изолирующий самоспасатель.
Твердое знание плана ликвидации аварий, где четко предусмотрен маршрут движения из аварийного участка, знание расположения пунктов самоспасения и умение пользоваться ими – гарантия избежать несчастного случая.

Поведение рабочих при обнаружении признаков внезапного выброса.
- Немедленно оповестить рабочих в выработке;
- Выйти вместе с ним на свежую струю;
- Сообщить горному диспетчеру;
- Выходить из опасной зоны по маршруту, определенному планом ликвидации аварий.

Правила поведения при внезапных выбросах.
Основные требования к поведению рабочих при внезапном выбросе угля и газа:
- Необходимо немедленно включиться в изолирующий самоспасатель, выходить кратчайшим свободным путем на свежую струю и отключить напряжение на электрооборудовании в зоне выброса.
- Если в результате аварии пути выхода перекрыты, следует включиться в средства самоспасения и ждать прихода горноспасателей.
- Для предотвращения взрыва метана запрещается пользоваться переключающими устройствами светильника.

Ведение горных работ на пластах, опасных по горным ударам.

Понятие о горном ударе.

Горный удар происходит в результате концентрированного накопления потенциальной энергии упругого сжатия горных пород и характеризуется как мгновенное высвобождение этой энергии. В результате происходит внезапное хрупкое разрушение сильно напряженных угля и боковых пород, сопровождается резким сильным звуком.

А что говорят ученые?
Ученые пришли к выводу, что природа землетрясений и горных ударов тождественна и горные удары следует рассматривать как уменьшенную модель землятресений. Т.е. необходима единая теория горных ударов и землятресений.
Существует две теории (гипотезы) горных ударов:
1. Теория "фиксицизма", когда земная кора рассматривается как сплошная, упруголинейная и неизменная в пространстве и времени среда. А горный удар - как результат превышения жесткости разрушаемого материала над жескостью внешнего нагружения в условиях предельных нагрузок. Сдвижение горных пород - результат горного удара. Согласно этой теории горный удар можно продемонстрировать следующим опытом: нужно взять пластиковую линейку за оба края двумя руками, а большими пальцами давить на ее середину. Когда сила давления пальцев превысит прочность линейки, она сломается с характерным звуком и вибрацией. При горном ударе, по теории "фиксицизма" в роли линейки выступает большой массив горных пород, а породы вышележащие нагружают его, т.е. выступают в роли больших пальцев рук.
2. Теория "необолизма", рассматривает массив гонных пород, как раздельно- блочную среду, а горный удар, как механический удар извне, со стороны перемещающихся по плоскостям тектонических нарушений структурных образований. Проще говоря, породы изрезаны тектоническими трещинами и состоят из массивных блоков. Перемещаясь сверху вниз под действием своей тяжести, такой блок наносит механический удар по массиву. Эту теорию можно продемонстрировать падением камня на стекло.
Горные удары возникают при определенной глубине разработки (более 200м).
Местами проявления горных ударов могут быть подготовительные и очистные выработки, целики угля.
В подготовительных выработках, проводимых по мощным пластам или однородным породам, горные удары возникают в момент взрыва зарядов, расширения и перекрепления выработок, при этом, как правило, разрушение происходит со стороны незакрепленного участка выработки.
В очистных выработках горные удары чаще всего возникают во время выемки угля.
По силе проявления горные удары подразделяются на следующие виды:
Собственно горный удар – быстро протекающее разрушение целика или краевой части массива угля (породы), проявляющиеся в виде выброса угля (породы) в подземные выработки с нарушением крепи, смещением машин, механизмов, оборудования. Удар сопровождается резким звуком, сотрясением горного массива и образованием большого количества пыли. Может сопровождаться значительным газовыделением.
Микроудар - быстро протекающее незначительное разрушение массива угля (породы), проявляющееся в виде выброса или осыпания угля (породы) в горные выработки без нарушения крепи и без смещения машин и механизмов. Микроудар сопровождается звуком, незначительным сотрясением горного массива и образованием пыли.
Толчок – проявляется в разрушении пласта угля (породы) в глубине массива без выброса в горную выработку. Толчок сопровождается звуком, сотрясением массива, появлением пыли.
Стреляние – проявляется в отталкивании от угольного пласта (пород) отдельных кусков и сопровождается резким звуком.

Признаки, предшествующие горному удару.
Горному удару предшествуют следующие признаки:
1.Усиленное давление на крепь.
2.Удары и треск в массиве угля различной силы и частоты.
3.Зажатие бурового инструмента.
4.Шелушение забоя.
5.Стреляние отслоившихся кусочков угля (породы).

При появлении предупредительных признаков, необходимо:
1.Оповестить работающих в выработке;
2.Выйти вместе с ними из выработки;
3.Сообщить горному диспетчеру.

Прогноз удароопасности угольных пластов.

По степени опасности возникновения горных ударов пласты подразделяются на опасные и угрожаемые.
К опасным – относятся пласты на тех горизонтах шахтного поля, в пределах которого происходили горные удары, а также пласты на нижележащих горизонтах того же шахтного поля.
К угрожаемым – относятся пласты с глубины не менее 150м.

Определение категории удароопасности по выходу буровой мелочи.
Бурят шпуры, собирают буровую мелочь с каждого метра шпура. По количеству буровой мелочи с помощью специальной номограммы определяют категорию удароопасности пласта.

Определение категории удароопасности по изменению естественной влажности.
При бурении шпуров отбирают пробы штыба и лабораторным путем определяют влажность каждой пробы. По величине средней влажности определяют категорию удароопасности пласта.

Определение категории удароопасности по сейсмоакустической активности.
Под действием напряжений в массиве сейсмоакустические колебания улавливаются датчиками сейсмоакустической станции.

Мероприятия по предупреждению горных ударов.

Для безопасного ведения горных работ предусматривается:
Опережающая отработка защитных пластов;
Специальные схемы вскрытия, подготовки и отработки пластов.
Создание защитных зон в призабойной части угольного пласта

Опережающая отработка защитных пластов
Применение опережающей отработки позволяет снизить горное давление на угольный пласт подверженный горным ударам.
При разработке свиты пластов в первую очередь разрабатывают защитный пласт. Если в свите пластов все пласты, опасные по горным ударам разрабатывают в первую очередь пласт, обеспечивающий наибольшую эффективность защиты.

Специальные схемы вскрытия, подготовки и отработки ударных пластов
Снижение удароопасности пластов достигается не только специальными способами, но и соответствующим выбором технологии ведения горных работ. Раскройка шахтных полей должна обеспечивать планомерную отработку угольных пластов. Если при раскройке полей не будут учтены основные принципы предотвращения горных ударов то в процессе разработки угольных пластов появятся зоны с повышенной удароопасностью.

Создание защитной зоны
Применяется в тех случаях, когда опережающая отработка защитных пластов невозможна.
Способы создания защитной зоны следующие:
- бурение разгрузочных скважин большого диаметра;
- камуфлетное взрывание;
- нагнетание воды в пласт.

Бурение разгрузочных скважин

Эффект способа заключается в том, что вокруг скважин, пробуренных в сильно напряженных участках, происходит интенсивное разрушение угля, что обеспечивает разгрузочное действие в массиве угля. Скважины бурят по схеме: в подготовительных забоях и капитальных выработках - по направлению подвигания выработки; при очистных работах - из подготовительных выработок параллельно очистному забою или со стороны очистного забоя. Длина скважин 6-12 м, расстояние между скважинами от 1,5 до 3 м; диаметр 250 мм.

Камуфлетное взрывание

Такое взрывание вызывает внутри горного массива без видимого воздействия на выработку. Это обеспечивает разгрузочное действие в массиве. При применении комуфлетного взрывания бурят скважины длиной 10 м, диаметром 43 мм, заполняют зарядом ВВ наполовину длины скважины, остальную часть заполняют глиной или гидрозабойкой.
Для обеспечения безопасности людей при взрывании они должны быть выведены на расстояние не менее 200 м.

Нагнетание воды в пласт

Для нагнетания воды в пласт, по пласту бурят скважины с некоторым опережением лавы. Объем нагнетания воды устанавливается в зависимости от естественной влажности угля.

Проявление горного удара в подготовительной выработке

Выработка до горного удара	После горного удара

Проявление горного удара в очистной выработке

Выработка до горного удара	После горного удара

Зона влияния горного удара на сопряжении лавы со штреком

Требования, предъявляемые к рабочим, работающим на выбросоопасных пластах.
Необходимо хорошо знать предупредительные признаки внезапных выбросов. В отдельных случаях они возникают за несколько часов до внезапного выброса, поэтому вовремя распознанные предупредительные признаки, о которых нужно немедленно сообщить горному диспетчеру, помогут предотврарить аварию.
В целях личной безопасности нужно постоянно иметь при себе изолирующий самоспасатель.
Твердое знание плана ликвидации аварий, где четко предусмотрен маршрут движения из аварийного участка, знание расположения пунктов самоспасения и умение пользоваться ими - гарантия избежать несчастного случая.
Следует помнить основные требования к поведению рабочих при внезапном выбросе угля и газа, определенные "Правилами безопасности в угольных и сланцевых шахтах":
- Необходимо немедленно включиться в изолирующий самоспасатель, выходить кратчайшим свободным путем на свежую струю и отключить напряжение на электрооборудовании в зоне выброса.
- Если в результате аварии пути выхода перекрыты, следует включиться в средства самоспасения и ждать прихода горноспасателей.
- Для предотвращения взрыва метана запрещается пользоваться переключающими устройствами светильника.

5. Переход очистными забоями подготовительных выработок.

Переход очистным забоем подготовительных выработок рассмотрим на примере :

Прохождение лавой №571 ш. «Чертинская» промежуточной печи (сбойки).
Промежуточная печь (в дальнейшем - сбойка) пройдена по отношению к забою лавы под углом 450, поэтому пересечение печи забоем лавы будет происходить постепенно, участками – 5¬-6 секциями крепи при выемке каждой стружки. Сбойка закреплена анкерной крепью: металлический верхняк из швеллера №10 длиной 3900 мм. На 4-х сталеполимерных анкерах А20В.
Для усиления крепи сбойки до подхода забоя лавы к ней на расстояние 40м., под верхняки каждой рамы крепи подбиваются деревянные стойки диаметром не менее 20см в количестве 3-х штук под каждый верхняк проходческого крепления.
Переход комплексом сбойки производится следующим образом:
До подхода комбайна к пром. печи стойки из под верхняков рам, мешающие проходу комбайна, выбиваются или выдергиваются отрезком каната лавным конвейером. При проходе комбайна выше сбойки выдвигаются секции крепи, и верхняки крепи пром. печи подхватываются козырьками секций и поджимаются к кровле. При этом, отставание передвижки секций крепи от комбайна не должно превышать 3,0м. Так как сбойка пройдена под углом 450 по отношению к забою лавы, 2-3 верхних верхняка в сбоечной печи остаются не подхваченными козырьками. После прохода комбайна под эти верхняки устанавливаются дополнительные деревянные стойки по линии забойной дорожки.
При зачистке забойной дорожки деревянные стойки временной крепи выбиваются перед комбайном из – под верхняков, комбайн опускается ниже сбоечной печи, производится передвижка лавного конвейера, передвигаются секции крепи и подхватывают козырьками неподхваченные верхняки.
Работы по передвижке секций крепи на участке прохождения сбойки, выбивка стоек производится при остановленном комбайне и забойном конвейере в присутствии лица технического надзора. Горнорабочие во время выбивки стоек должны находиться выше выбиваемой стойки под прикрытием секции мехкрепи.
Проход комбайна через пром.печь производится на пониженной подаче с соблюдением всех мер предосторожности.
Меры безопасности при прохождении пром.печи.
- Запрещается передвижение людей по пром.печи при выемке угля после подхода к ней на 20м. комбайна.
- Запрещается подрезка комбайном деревянных стоек.
- Скорость движения комбайна при пересечении бойки должна быть минимальной.
- В действиях исполнителей должна быть согласованность.

Различные способы перехода выработок.

Переход подготовительных выработок очистными забоями в каждом случае индивидуально. Это зависит от расположения переходимой выработки, от горно- геологических условий, от видов применяемой крепи, от технологии работ и многих других факторов. Поэтому и в каждом конкретном случае способы прохождения будут разными.

Порядок прохождения этих выработок обязательно должен быть отражен в паспорте выемочного участка.
Страница 1 - 6 из 6
Начало | Пред. | 1 | След. | Конец | По стр.
Количество показов: 122644
rating:  2.88