Обучение

11.04.2009

ТПГВ 11.Особые условия проведения горных выработок

Новые типы крепей для подготовительных выработок.

Развитие анкерного крепления.

В настоящее время анкерное крепление является доминирующим креплением горных выработок не только на шахтах Кузбасса, но и в целом по угольной промышленности России и во многих государствах с развитой угольной отраслью. На большинстве шахт Кузбасса годовые объемы крепления горных выработок анкерным креплением достигает 60-70% от общего объема проведения горных выработок.

Элементы анкерного крепления и сами анкеры постоянно совершенствуются. Вместо клиновых (распорного типа) анкеров в настоящее время почти 100% составляют сталеполимерные. Вместо анкерных стержней диаметром 20мм все шире применяются стержни диаметром 16 мм., что снижает трудоемкость бурения шпуров, и за счет этого снижается трудоемкость установления анкерного крепления.

Все чаще,вместо верхняков из спецпрофиля и швеллера, .применяются облегченные верхняки из листовой стали 2-3мм ( штрипсы), размеры которых при ширине 300мм достигают в длину 3000- 4000мм. За счет штампованных при помощи вальцового пресса ребер жесткости в целом они имеют достаточные прочностные параметры. Применение таких специальных верхняков - штрипсов также снижает металлоемкость и стоимость анкерного крепления. Применение данного вида крепления позволило отказаться от применения в шахтах древесины, что снизило пожароопасность горных выработок и сократило затраты на ремонт и поддержание выработок.

Развитие и внедрение анкерного крепления можно разделить на следующие этапы:
- первый – развитие анкеров клинового типа (распорных или фрикционных);
- второй этап- развитие сталеполимерных анкеров (металлический стержень, закрепленный в шпуре при помощи химических смол);
- третий этап – интенсивное развитие и внедрение гибких канатных анкеров, анкеров глубокого заложения. Глубина их установки 3-7 и более метров. Имеют очень обширную сферу применения;
- следующим, четвертым этапом, скорее всего, будет замена металлических элементов крепи на стеклопластиковые или изготовленные из других искусственных материалов, возможно с применением нанотехнолгий.

Крепление набрызг – бетонной крепью.

Самой распространенной крепью в подготовительных выработках КНР является комбинированная анкер- набрызг- бетонная крепь, которая в свою очередь никогда (или в очень незначительных количествах)не применялась на шахтах Кузбасса и России в целом.

Ампула с цементом и отвердителем

Анкеры, закрепляются с помощью вяжущего и отвердителя. В качестве вяжущего применяют цемент, а в качестве отвердителя – водный раствор жидкого стекла. Вяжущие и отвердитель помещают в полиэтиленовые ампулы, которые имеют два отделения. Все в большем объеме применяют синтетические смолы.

На анкеры навешивается металлическая сетка или решетка. Набрызг – бетон наносится на поверхность выработки с отставанием на 10-15 суток от возведения анкерной крепи, т.е. после интенсивного смещения контура выработки. Толщина набрызг – бетона составляет 50-80 мм. Для нанесения набрызг – бетона используются пневмобетономашины «сухого» набрызгбетонирования.
Для крепления выработок в сложных горно – геологических условиях применяют инъекционное упрочнение массива цементными растворами. Нагнетание раствора производится через скважины, пробуренные между анкерами или с помощью анкер – инъекторов. Анкер – инъектор представляет из себя перфорированную трубу, закрепленную при помощи ампул с вяжущим и отвердителем. Затем через 15-30 суток после проведения выработки, т.е. после образования вокруг нее зоны трещиноватости, производится нагнетание цементного раствора. Перед нагнетанием цементного раствора на поверхность выработки наносят набрызгбетонное изолирующее покрытие толщиной 50мм.

Крепи из стеклопластиков и других полимерных материалов.

а) Стеклопластиковые анкеры;б) Стеклопластиковый анкер крученого профиля

Конструкция рессорного стеклопластикового верхняка. 1- стеклопластиковые пластины; 2-металлические опоры; 3- головки стоек;

Стеклопластиковая затяжка для подготовительной выработки

Прочность стеклопластиковой затяжки равна прочности железобетонной, а масса и толщина в 5-6 раз меньше.

Рулонная стеклопластиковая затяжка в подготовительной выработке

1- затяжка из дерева; 2- рама основной крепи; 3-стеклопластиковая затяжка.

Применение полимерных технологий.

Внедрение новых технологий для крепления выработок неразрывно связано с вопросами безопасности. К ним относятся:
- крепление горных выработок анкерной крепью с применением современных полимерных технологий, в т.ч анкерами глубокого заложения с полным заполнением шпуров органоминеральными смесями;
- упрочнение и уплотнение горного массива нагнетанием полимерных смол;
- предотвращение вывалов и отжимов горных пород за счет нагнетания полимерных составов;
- заполнение куполов и пустот тампонажем вспенивающим составом;
- гидроизоляция выработок нагнетанием быстрореагирующих смол в горный массив при водопритоке любой мощности;
Для упрочнения нарушенных или неустойчивых зон в массиве горных пород применяют органоминеральные смолы «Геофлекс» и полиуретановые «Беведол»/»Беведан».
Для изоляции поверхности воздухоподающих выработок по пластам, склонным к самовозгоранию применяется обработка поверхности угля при проведении выработок набрызг – полимерным покрытием «Тефлекс».
Для борьбы с водопритоком в горные выработки, для гидроизоляции выработок ( в том числе и при проведении) применяют смолу «Бифедан ВФА/»Бефедан». Нагнетание смолы производится через шпуры.
Для заполнения закрепных пустот и куполов в горных выработках применяется технология быстрого заполнения пустот вспенивающейся смолой «Карбофил». Кратность вспенивая 30-35.
Для герметизации перемычек, ликвидации подсосов воздуха обработка герметиком «Тефлекс».
Для набрызг- полимерного покрытия «Тефлекс» толщиной 4-6 мм. Заменяет решетчатую затяжку и набрызг – бетон. Может применяться вместе со сталиполимерными анкерами.
Технология анкерного крепления пород кровли с использованием канатных анкеров с закреплением по всей длине и их область применение была рассмотрена в теме № 3. Конструкция и технология возведения крепи"

Новые виды металлической крепи Центра "Геомеханика"

Ведение подготовительных работ в сложных горно–геологических и горно–технических условиях.

Проведение выработок в неустойчивых и обводненных породах.

Пучение горных пород – это выдавливание пород почвы в выработку под действием горного давления. Причины пучения – это набухание пород под действием влаги, течение пластичных пород в результате давления вышележащих пластов. Мероприятия: проводить предварительное осушение массива горных пород; не допускать обводнения выработки, для чего содержать водоотливные канаки в исправном состоянии; при разработке сближенных пластов производить подработку вышележащего пласта и др.

Для сохранения форм и размеров поперечного сечения выработки применяют крепь замкнутых конструкций из металла, бетона, железобетона.

Для защиты выработок от воды применяют поверхностные, подземные и комбинированные дренажные системы, тампонирование и замораживание. Поверхностные дренажные системы устраивают в водоносных породах, залегающих неглубоко от земной поверхности. Бурят систему скважин, оборудуют их погружными насосами. Расстояние между скважинами определяют расчетами.
Подземные дренажные системы – забивные фильтры, дренажные колодцы. Забивные фильтры – это трубы диаметром 25-65мм и длиной 3-15м, на конце отверстия. Забивают в породу или вставляют в пробуренные скважины. Дренажные колодцы – ямы глубиной до 3м. Воду из них выкачивают насосами.

Тампонирование

– искусственное заполнение пор, трещин, пустот тампонирующим раствором (цемент, глина или синтетические смолы).

Схема укрепления пород песчано-цементным раствором:

1- кондукторы для заполнения пустот и крупных трещин; 2- кондукторы для нагнетания раствора в средние и мелкие трещины.

Первый этап- заполнение через кондуктор 1 песчано – цементной смесью пустот и крупных трещин. Второй этап – через кондуктор 2 цементной смесью заполнение мелких трещин.

При применении для укрепления пород песчано – цементных и цементных растворов в качестве вяжущего вещества принимают портландцемент марки 400 и более, при агрессивных водах – сульфатостойкий цемент. Состав песчано – цементного раствора П\Ц (песок\цемент) 2\1 – 5\1. Водоцементное отношение В\Ц принимается в пределах 2\1.
Число тампонажных скважин принимается из расчета одна скважина на 2-2,5м2.
Для ускорения процессов схватывания и твердения в растворы добавляют ускорители: фтористый натрий, силикат натрия и др. химические вещества.

Комплекс для цементации горных пород вокруг выработок.

- позволяет обеспечить надежную гидроизоляцию при проведении и эксплуатации капитальных выработок и стволов;
- инъекционное упрочнение трещиноватых пород и тампонаж закрепного пространства;
- изоляцию пожароопасных пластов;

Замораживание

– образование вокруг будущей выработки ледопородной оболочки.
Бурят скважины, нагнетают замораживающий состав, затем проводят выработку, устанавливают крепь, размораживают.

Схема искусственного замораживания горных пород

1- вертикальный ствол; 2- замораживающие скважины; 2- питающая труба; 4- замораживающая труба; 5- башмак; 6- ледопородное ограждение.

В неустойчивых породах, не допускающих обнажения для установки даже одной рамы, применяют забивную крепь, которая опережает забой выработки и состоит из заостренных с одного конца досок (проколотов) толщиной 50-60мм, шириной 150-200мм, длиной 1,5-2м. Проколоты, забивают кувалдами или отбойными молотками. Технология: внутри основной рамы устанавливают раму меньших размеров. В щель между рамами забивают проколоты. Со стороны кровли – с подъемом, а со стороны стенок - с уклоном в стороны – это позволяет сохранить поперечное сечение выработки.

Выемка производится по мере забивания проколотов и под ними возводится постоянная крепь. Недостатки: высокая трудоемкость, низкая скорость проведения, невысокая безопасность труда. Для исключения этих недостатков применяют проходческие щиты – немеханизированные и механизированные.

Проведение выработое с помощью щитов

Сущность и условия применения щитового способа проведения выработок

Строительство подземных сооружений с применением щита заключается в том, что все основные работы по разработке и погрузке породы, возведению постоянной крепи (обделки) осуществляются под защитой временной металлической оболочки (щита), располагаемой в забое выработки и передвигаемой по мере выемки породы.

Схема проходческого щита

Форма поперечного сечения щита зависит от формы выработки и может быть круглой, эллиптической, подковообразной и прямоугольной. Хотя конструктивные решения щитов разнообразны, в их схеме можно выделить следующие основные части (см. рис): ножевое кольцо 7, опорное кольцо 2, хвостовую часть 3, вертикальные 5 и горизонтальные 6 перегородки.
Ножевое кольцо служит для частичного срезания мягких и сыпучих пород и предохранения вывала породы. Под защитой ножевого кольца осуществляют выемку горной породы

Опорное кольцо, непосредственно примыкающее к ножевому, является основой несущей конструкции щита и служит для размещения щитовых гидравлических домкратов 4, труб и пульта механизмов управления щита.
В хвостовой части щита возводят постоянную крепь (обделку) 10. Перемещение щита, а в мягких породах его вдавливание в массив с целью разработки породы осуществляется с помощью щитовых гидравлических домкратов.
Щиты размером до 2 м не имеют перегородок. При увеличении диаметра до 3 м щиты снабжаются одной горизонтальной перегородкой. В щитах больших размеров устанавливают несколько горизонтальных и вертикальных перегородок для увеличения жесткости и прочности щита. Горизонтальные и вертикальные перегородки делят сечение щита на независимые рабочие ячейки, обеспечивающие удобство и безопасность ведения горностроительных работ по всему забою.
В необходимых случаях крепление забоя выработки осуществляется с помощью забойных домкратов 7. На перегородках монтируют также выдвижные платформы 8 с гидродомкратами 9, с которых ведут разработку породы в ячейках щита.

Передвижка щита осуществляется следующим образом. После разработки породы перед ножевым кольцом на глубину заходки, включают гидравлические щитовые домкраты 4, штоки которых упираются в неподвижное кольцо крепи (обделки) 10, в результате чего щит передвигается вперед в свободное пространство. При движении щита порода частично по контуру выработки срезается его ножевой частью. После перемещения щита на новую заходку штоки щитовых гидродомкратов убирают в исходное положение и под защитой оболочки хвостовой части возводят постоянную крепь (обделку) из сборных железобетонных элементов или монолитную бетонную крепь. В первом случае за пределами щита за обделку нагнетают тамлонажные растворы.
В зависимости от конструкции щита разработку породы в забое можно производить вручную с применением лопат, отбойных молотков, буровзрывным способом с использованием бурового инструмента и механизированным способом с помощью специальных машин.

По размерам проходческие щиты подразделяются на щиты малого диаметра (до 3,2 м), среднего (до 5,2 м) и большого {свыше 5,2 м). Щиты малого и среднего диаметра применяют в основном при строительстве коллекторных тоннелей различного назначения в городах и на промышленных предприятиях, а также гидротехнических тоннелей. Кроме того, щиты среднего диаметра применяют для проведения выработок в слабых неустойчивых породах, при строительстве угольных шахт и рудников. Щиты большого диаметра применяют в основном для строительства транспортных тоннелей метрополитена, железнодорожных и автомобильных тоннелей, а также специального назначения.
Щитовые комплексы работали на ш." Карагайлинская" и в п\о "Ленинскуголь".

Щитовой проходческий винтоповоротный агрегат ЭЛАНГ-4

1- режущая секция; 2-вагонетка; 3-головная секция; 4-хвостовая секция; 5- кольцевая крепь; 6-рельсовый путь.

Головная секция ЭЛАНГ-4

Проведение горных выработок в зонах нарушений.

Порядок проведения выработки в зонах нарушений указывается в паспорте на проведение выработки. Для примера рассмотрим технологию проведения штреков в зоне разрывных нарушений с амплитудами от 0,1м до 1,3 м. при подготовке лавы №349 на ш.»Чертинская – Коксовая» в 2007г.
Крепление штреков вне зоны нарушения производилось сталеполимерными анкерами А20В длиной 2,2 до 2,8м. с металлическим верхняком ПШ-10, перетяжка – металлическая решетка. Борта перетягивались сеткой – рабицей или металлической решеткой, крепление – 3 анкера А20В с металлическими шайбами 300х300х6. • О каждом случае предстоящего пересечения зоны геологического нарушения геолого-маркшейедерская служба шахты в письменной форме ставит в известность главного инженера шахты, когда расстояние до нарушения составляет не менее 50м.
• Геолого – маркшейдерская служба шахты разрабатывает схему бурения разведочных скважин, которая утверждается главным инженером шахты. Схема должна содержать необходимое количество скважин в пространственном их расположении и которая должна позволить получить полную информацию об элементах залегания пласта.
• Схема бурения разведочных скважин должна предусматривать:
- разведочные скважины длиной 30м, диаметром 80мм, ориентированные в кровлю и почву пласта по ходу выработки, с расстояния 30м до нарушения, при этом неснижаемое опережение скважинами забоя должно составлять 10м;
- при проведении выработки вдоль геологического нарушения дополнительные скважины в борт выработки в направлении геологического нарушения через 4-5 м подвигания забоя, длиной не менее 10м, диаметром 45-80мм.
• После удаления забоя от геологического нарушения дополнительные мероприятия по его доразведке и безопасному ведению работ отменяются по письменному указанию главного инженера шахты.
Крепление предусматривается рамной смешанной крепью: верхняк СВП-22 длиной 3,9м на двух деревянных стойках, плотность крепи принимается по расчету. Бока выработки перетягиваются металлической решеткой, которая заводится за стойки и привязывается к ним металлической проволокой диаметром не менее 2мм.
Выемка комбайном производится заходками не более 2-х шагов крепи, т.е 0,6м с опережением забоя не более 0,2м от последнего верхняка крепи. Рабочим органом комбайна берутся приямки под стойки крепи глубиной не менее 100мм.
Во время выемки комбайном один проходчик следит за перегружателем, второй – производит заделку деревянных стоек под верхняк СВП-22.
После выемки на определенную длину комбайн останавливается, блокируется. Производится оборка кровли пикой длиной 2м. За последний верхняк заводится консольно металлическая решетка, включается комбайн, который рабочим органом поджимает к кровле верхняк их СВП -22, тем самым прижимая второй конец металлической решетки. Это является временной крепью.
Производится зачистка приямков, замер длины стоек.
Деревянные стойки устанавливаются в приямки, подводятся под верхняк, устанавливаются деревянные распоры, согласно шагу установки крепи. Верхняки и стойки расклиниваются деревянными клиньями со стороны забоя. После установки 3-х рам производится перетяжка бока металлической решеткой.

Проведение выработок по пластам опасным по внезапным выбросам и горным ударам.

Проведение подготовительных выработок лавы №349 ш. "Чертинская – Коксовая" в зонах опасных по выбросам угля и газа.

Предусматривается проведение с мероприятиями прогнозирующими и предупреждающими внезапные выбросы угля и газа. Предусматривается ограждающая дегазация, которая предусматривает бурение барьерных разведочно – дегазационных скважин. Бурение этих скважин производится из боковых ниш (длиной 4м и шириной 2,5м), неснижаемое опережение забоя скважинами должно быть не менее 25м с каждого бока выработки. Дегазационные ниши на штрек располагаются в шахматном порядке.

Расстояние между нишами по каждому боку выработки – 30м.
Длина скважины – 80м. Диаметр скважины 76мм.
Скважины подключаются к дегазационному трубопроводу и газ метан изолированно отводится на поверхность.
Длина скважин и расстояние между нишами определено в увязке скорости подвигания забоя (5 м).
Скорость бурения скважин (1сут). Расстояние ниши от забоя выработки на начало бурения скважины 8м., минимальное опережение забоя выработки скважинами – 25м.
В журнале буровых работ регистрируются участки, на которых при бурении скважин по длине наблюдались толчки, проскальзывание или зажимы бурового инструмента, выбросы газа и шлама.
На этих участках из ниш, ближайших к забою дополнительно пробуриваются ещё по одной дегазационной скважине с теми же параметрами. Место заложения скважин смещается по мощности пласта на 0,5-1м.

На дегазированных участках при проведении подготовительных выработок эффективность ограждающей дегазации контролируется способами текущего прогноза выбросоопасности: по структуре пласта и начальной скорости газовыделения из контрольных шпуров.
Текущий прогноз выбросоопасности начинается с разведочных наблюдений- визуальный осмотр забоя; выявление слагающих угольный пласт пачек в сечении забоя; измерение их мощности с точностью до 1 см; определении с помощью прочностнометра П-1 прочности каждой пачки угля.
Потенциально выбросоопасной считается пачка угля или совокупность смежных пачек прочностью 75 у.е. и общей максимальной мощностью не менее 0,2м.
Если по результатам измерения установлено, что потенциально выбросоопасные пачки угля в сечении забоя отсутствуют, контрольные шпуры не бурятся и зона впереди забоя выработки на 4 м считается не выбросоопасной. Выработка может быть пройдена на 4м без применения способа предотвращения выброса, после чего вновь определяется наличие потенциально выбросоопасной пачки угля.

Схема бурения контрольных шпуров 2,3 по потенциально выбросоопасной пачке тектонически нарушенного угля.

При выявлении в сечении забоя потенциально выбросоопасной пачки угля производится прогноз выбросоопасности по контрольным шпурам. Шпуры бурятся в бока за контур выработки с таким расчетом, чтобы концы шпуров располагались на расстоянии 2м от контура выработки. Затем измеряется начальная скорость газовыделения. Если эта скорость равна или более 4л\мин, зона относится к выбросоопасной.
Прогноз прекращается и принимаются меры по ликвидации опасной зоны.
Для этого принимается локальный способ – бурение опережающих скважин.

1. Забой зачищается вручную, комбайн отгоняется от забоя на 5м, в забое устанавливается предохранительный щит. Борта перетягиваются металлической решеткой.
2.На рабочий орган комбайна устанавливается электробур ЭБГП-1.
3.Комбайн подгоняется к забою, бурятся 12 разгрузочных скважин.
4.Комбайн отгоняется от забоя на 5м. производится текущий прогноз выбросоопасности.
Если результаты прогноза окажутся не опасными ( выделение газа метана менее 4л\мин) горный мастер ВТБ по прогнозу докладывает горному диспетчеру и дает разрешение на производство работ на выемку горной массы.
6.Демонтируют щит в забое, электрогидробур на комбайне и приступают к проведению выработки.
7. Если прогноз покажет «опасно», то производится бурение второго ряда разгрузочных скважин на 40см ниже отбуренного ряда. Во втором ряду бурится 10 скважин.

Газодинамические явления.

(См. Технология очистных работ(ТОР) 7.Ведение работ в сложных горно- геологических условиях. Ведение горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа.) Указанные ниже разделы подробно рассмотрены в других темах

1.Внезапное обрушение (высыпание) угля с повышенным газовыделением.
2. Внезапное выдавливание угля с повышенным газовыделением.
3.Внезапный выброс.
Признаки внезапного выброса.

Разделение шахтопластов на категории опасности по внезапным выбросам угля (породы) и газа
Порядок применения комплекса мер для безопасной разработки выбросоопасных и угрожаемых угольных пластов
Региональные и локальные способы.
Дегазация угольных пластов.
Требования, предъявляемые к рабочим, работающим на выбросоопасных пластах.

Поведение рабочих при обнаружении признаков внезапного выброса.

Правила поведения при внезапных выбросах.
Ведение горных работ на пластах, опасных по горным ударам.
Понятие о горном ударе.

А что говорят ученые?
Собственно горный удар
Микроудар Толчок Стреляние.

Признаки, предшествующие горному удару.
При появлении предупредительных признаков, необходимо:
Прогноз удароопасности угольных пластов.
К опасным – относятся пласты…
К угрожаемым – относятся пласты…
Определение категории удароопасности по выходу буровой мелочи.
Определение категории удароопасности по изменению естественной влажности.
Определение категории удароопасности по сейсмоакустической активности.
Мероприятия по предупреждению горных ударов.
Опережающая отработка защитных пластов
Специальные схемы вскрытия, подготовки и отработки ударных пластов
Создание защитной зоны
Бурение разгрузочных скважин
Камуфлетное взрывание
Нагнетание воды в пласт
Проявление горного удара в подготовительной выработке
Проявление горного удара в очистной выработке
Зона влияния горного удара на сопряжении лавы со штреком
Требования, предъявляемые к рабочим, работающим на выбросоопасных пластах.
Внезапный выброс. Признаки внезапного выброса.

Технология проведения камер большого сечения.

Для размещения оборудования, электрической, ремонтной и других служб проводят обособленные выработки – камеры. В основном – это выработки околоствольного двора.
Основные размеры камер в зависимости от их назначения определяют, исходя из рационального размещения устанавливаемого оборудования (насосов, трансформаторов, зарядных столов, батарей, подъемных машин и др.); кабелей, трубопроводов и поддерживающей их арматуры, а также специальных монтажных устройств с оставлением проходов, необходимых для нормального производства работ и монтажных зазоров в соответствии с требованием правил безопасности и технической эксплуатации.
Форму поперечного сечения и вид крепи камер выбирают в зависимости от назначения, сроков службы и конкретных горно – геологических условий.
Поперечное сечение камер околоствольного двора унифицированы, что позволяет сооружать выработки постоянного сечения с использованием средств механизации.
В околоствольном дворе размещают 14-18 различных типоразмеров камер:
Камеры загрузочных устройств скипового ствола, камеры опрокидывателя и толкателя, камеры загрузочных ям, камеры главного водоотлива, водосборники, камеры центральных подземных электроподстанций, депо электровозов и дизелевозов, депо противопожарного поезда, подземные склады ВВ, камеры подъемных машин и др.
Проведение некоторых камер, ничем не отличается от проведения подготовительных выработок. А вот проведение камер большого сечения имеют свои особенности.
Выработки, как правило, проходят сплошным забоем буровзрывным способом или комбайновым.

Камерные выработки значительной высоты в устойчивых породах проводят уступным забоем. Забой разделяют на два (или несколько) горизонтальных уступа. В процессе проходки верхнего уступа забой при необходимости крепят временной крепью. По мере проведения нижнего уступа образующуюся камеру закрепляют постоянной крепью.
В качестве временной крепи применяют металлические камерные рамы, анкерную крепь глубокого заложения (тросовые анкеры длиной до 12 м с закреплением по всей длине полимерными или цементными составами). Затем сооружают бетонную крепь (монолитную или из набрызг – бетона), а временная, выполняет роль арматуры.

Технология проведения в неустойчивых породах камер со значительной площадью поперечного сечения осложняется.

Проведение камеры большого сечения в малоустойчивых породах.

Проведение камер производится в несколько этапов.
На первой стадии (а) на всю длину проектируемой камеры в пределах ее контура проводят две бортовые выработки, внешние стенки которых крепят бетоном, а кровлю и внутренние стенки – временной крепью ( деревянной или анкерной). Затем, на уровне кровли бортовых выработок, производят выемку породы из свода камеры (б) и крепят свод временной крепью. Далее крепят свод бетонной крепью (в). Когда бетон затвердеет, вынимают породный целик, оставленный между бортами выработок (г).

Ликвидация горных выработок.

Горные выработки, в которых полностью отпала надобность, должны быть погашены (ликвидированы). В угольной промышленности ежегодно погашается около 28—30 % от общей протяженности всех поддерживаемых выработок. Протяженность погашаемых выработок примерно равна объему их проведения за год. Погашение выработок должно производиться по проекту, утвержденному главным инженером шахты, и своевременно отражаться на плане горных работ.
Ликвидируемые выработки должны быть изолированы от примыкающих к ним выработок. Крепь из погашаемых выработок необходимо извлекать в целях повторного ее использования.
Перед извлечением оценивают экономическую целесообразность работ, связанных с извлечением крепи. При расчете экономической целесообразности повторного использования крепи учитывают стоимость крепи, подлежащей извлечению, затраты на ее выдачу из шахты и спуск в шахту (если крепь выдается из шахты для ремонта), затраты на ее ремонт.
Деревянную крепь извлекают при погашении и перекреплении выработок в незначительных количествах (в среднем 5—8 %). Извлеченную крепь, как правило, используют в качестве затяжек и выкладки костров. Для извлечения крепи при погашении выработок Правила безопасности предусматривают применение различных машин для извлечения крепи - МИК, КИМ, МРА-1 и др.; электрические, пневматические и ручные лебедки, которые устанавливают на расстоянии не менее 8 м от участка погашения.

Машина КИМ для извлечения крепи

Машина МИК-2М предназначена для извлечения арочной крепи в горизонтальных и наклонных (до 20°) выработках высотой 1,6—3 м и шириной не менее 2,5 м. Машину поставляют с электро- или пневмодвигателем. Оператор управляет с кабины машины. Производительность—20 арок в смену.
Машина МИК-3 снабжена гидравлическими кусачками для среза гаек на хомутах. Последние можно использовать повторно. Кусачки по конструкции проще, чем гайковерт в машине МИК-2М. Машины МИК-2М, МИК-3 и КИМ не только могут извлекать крепь, но и срывать рельсовые пути на участке погашения выработки.
В горизонтальных и наклонных (до 30°) выработках извлечение крепи допускается в присутствии лица технического надзора и в направлении, обеспечивающем выход к стволу шахты. В выработках с углом наклона от 15 до 30° извлекать крепь разрешается только снизу вверх, а при угле наклона свыше 30° крепь не извлекают. Элементы крепи, не пригодные для восстановления, сдают в металлолом. Восстанавливают деформированные элементы крепи гидравлическими прессами ПАК150 и ПК250 и гибочными машинами МПГ производительностью от 10 до 50 арок в смену. Участок восстановления крепи обычно располагают в камере околоствольного двора.

Извлечение крепи из горизонтальных и наклонных выработок с углом наклона до 15° допускается опытными рабочими после проведения специального инструктажа.
Запрещается извлечение крепи из стволов шахт и других вертикальных выработок, а также из наклонных выработок с углом наклона более 30°, кроме особых случаев, на которые должен быть составлен проект, утвержденный техническим директором производственного объединения (главным инженером комбината, треста).
Стоимость извлечения и восстановления арочной металлической крепи составляет 35—60 % стоимости новой в зависимости от механизации работ по извлечению и степени ее деформации. Учитывая большие объемы применения, повторное использование крепи приносит большой экономический эффект.

Извлечение крепи (чаще металлической, так как деревянную извлекают крайне редко) в горизонтальных и наклонных выработках заключается в следующем. Под верхняки не менее трех металлических арок подбивают вспомогательные стойки и приступают к снятию хомутов с соединений элементов крепи и продольных стяжек. При откручивании гайки с хомута рабочий должен находиться сбоку от извлекаемой рамы и не допускать, чтобы кто-либо из работающих находился под ней, так как при внезапном нажиме пород кровли гайка может сорваться с резьбы.

После снятия хомутов с помощью гидравлических стоек или лебедки отжимают боковые сегменты и извлекают их. Верхняк (верхний сегмент) извлекают при удалении поддерживающей его вспомогательной стойки, соблюдая при этом осторожность, поскольку с удалением стойки и падением верхняка могут обрушиться вышележащие породы. В таком же порядке извлекают последующие арки, строго соблюдая при этом меры предосторожности.
Для извлечения крепи из погашенных выработок и восстановления деформированных элементов на шахтах организовывают специальные бригады рабочих. Устья погашаемых штолен и наклонных стволов должны быть закрыты перемычками из камня или бетона.

Ликвидация аварий, вызванных завалами горных выработок, взрывами метана и угольной пыли, горными ударами, прорывами воды и пульпы.

Завалы горных выработок обычно происходят из-за несвоевременного ремонта крепи, неправильного ведения работ по ремонту, внезапного увеличения горного давления при посадке лав, горных ударов и выбросов песчаников на больших глубинах, рудничных пожаров, взрывов метановоздушной смеси и угольной пыли, схода подвижного состава с рельсового пути и других причин. Завалы в выработках могут быть в тех случаях, когда выработка в течение длительного времени по ряду причин (пожар, затопление) не эксплуатировалась и являлась заброшенной. Кроме того, в условиях шахт, разрабатывающих крутые пласты, восстановление выработки по завалу связано с проведением вентиляционных штреков по ранее погашенным выработкам.

Перед тем как начать работу по разборке и раскреплению завала, необходимо установить его размеры и на границе завала отремонтировать или усилить крепь для того, чтобы не допустить его дальнейшего распространения.

В местах заколов в кровле установить дополнительные стойки или распорки 1, в сводах выложить деревянные костры 2.
Имеются завалы, при которых образуется сравнительно небольшой устойчивый свод естественного равновесия, и завалы, при которых свод обрушения при уборке обрушенных пород продолжает увеличиваться до размеров, затрудняющих его раскрепление.
В зависимости от устойчивости и объема пород из свода обрушения применяют два способа восстановления выработок: с выпуском породы из зоны завала и без выпуска ее.
Восстановление выработок с выпуском породы заключается в том, что обрушенную породу грузят в вагонетки и выдают на поверхность. Работы выполняют под защитой крепи (рис. б), состоящей из бревен длиной 3—5 м, уложенных одними концами на ранее установленную крепь, а другими — на обрушенную породу. Применяют также передвижные щиты — платформы (рис. в), состоящие из тележки 1, ручной лебедки 2, предохранительного перекрытия 3, четырех гидравлических стоек 4 и перегружателя 5. По мере уборки породы и установки крепи щит-платформу передвигают. При крепких породах кровли предохранительное перекрытие передвигают вместе с платформой, а при слабых — оставляют у кровли и поддерживают кострами (положение перекрытия при слабой кровле показано штрих-пунктиром).
При высоте свода обрушения до 2 м выкладывают деревянные костры, при 2—5 м устанавливают распорную многоярусную крепь, при большой высоте — укладывают 3—5 рядов накатника из бревен с насыпкой сверху породы (1 —1,5 м).

Восстановление выработок с выпуском породы целесообразно применять при завалах длиной до 50 м и выходе породы до 20 м3 в разрыхленном состоянии с 1 м выработки. В противном случае целесообразно обойти место завала и пройти новый участок выработки в ненарушенных породах.
Восстановление выработок без выпуска породы применяют при завалах большой протяженности и значительной высоты, что имеет место в неустойчивых породах. Обрушенную породу вынимают только в пределах сечения выработки, а остальную породу удерживают, применяя забивную крепь или проходческие щиты.
При возведении забивной крепи (рис. г, д) у забоя устанавливают раму 1, причем между верхняком и кровлей оставляют зазор, через который забивают клинья 3. Когда все колья забиты на половину своей длины, устанавливают промежуточную раму 2, которая служит опорой для кольев. После этого колья забивают на всю длину. Затем под защитой кольев убирают породу. Погрузка породы производится не на всю длину кольев, а оставляют их в породе на 25—30 см. После уборки породы заводят вспомогательный верхняк 4, под который снова устанавливают раму на той высоте, что и раму 1. В промежуток между ее верхняком и верхняком 4 забивают колья на половину их длины, устанавливают новую промежуточную раму и т. д.

Колья, применяемые для забивной крепи, должны быть изготовлены из крепких пород дерева круглого или прямоугольного сечения. С одного конца они усиливаются металлическими хомутами, а другой — заостряются. Ширина кольев 20—25 см, толщина 6 см и длина — на 30—40 см больше расстояния между рамами. Вместо деревянных кольев могут использоваться металлические клинья длиной 2—3 м, изготовленные из старых рельсов.
При разборке завалов на сопряжении выработок вначале восстанавливают основную выработку. В наклонных выработках, восстанавливаемых сверху вниз, пустоты над крепью заполняют кострами, а восстанавливаемых снизу вверх — породой.
Работы по ликвидации завалов ведут со стороны свежей вентиляционной струи. Для механизации работ по восстановлению выработок применяют отбойные и бурильные молотки, пневмо- и электросверла, породопогрузочные и поддирочные машины.

Для заполнения закрепных пустот и куполов в горных выработках применяется новые технология быстрого заполнения пустот вспенивающейся смолой «Карбофил». Кратность вспенивая 30-35. (См. "Новые типы крепей подготовительных выработок")

Страница 1 - 5 из 5
Начало | Пред. | 1 | След. | Конец | По стр.
Количество показов: 134660
rating:  3.01
Автор:  Смолин А.В.