С подготовительными выработками

Крепление концевых участков лав и их сопряжений

При полном или частичном размещениях приводов скребковых кон­вейеров в лаве процессы крепления ее концевых участков зависят от типо­размера крепи, параметров и схем установки ее рам в призабойном простран­стве, длины и глубины ниш, ширины охранной полосы и габаритных разме­ров приводов лавного конвейера, а также их функционального назначения (основной или концевой). Особенностью крепления концевых участков явля­ется применение для перекрытия приводов лавного конвейера так называе­мой инвентарной крепью, состоящей из деревянных или металлических про­гонов (длиною 4,0-4,4 м), металлических шарнирно соединенных между со­бой верхняков, под которые устанавливаются поочередно переносимые ме­таллические стойки. Разновидности инвентарной крепи определяются схема­ми ее установки, которые прежде всего зависят от устойчивости кровли.

На рисунке 13.9 представлены некоторые схемы расстановки крепеж­ных рам инвентарной крепи на концевых участках лавы, сопряженных с ра­нее пройденной выработкой. Следует отметить, что при полном размещении основного привода скребкового конвейера в лаве с учетом угла ее наклона и высоты уступа почвы грузопоток может направляться в транспортную выра­ботку самотеком по рештаку, размещение которого должно обеспечивать соответствующую высоту перегрузки.

При устойчивых кровлях применяются спарено устанавливаемые де­ревянные прогоны (см. рис. 13.9, а, в), при средней устойчивости и неустой­чивых - шарнирные верхняки с различными шагами их установки (см. рис. 13.9, б, г). При этом не исключается выемка и крепление опережающих ниш.

Возведение инвентарной крепи и крепление концевых участков, со­пряженных с транспортной выработкой, проводимой вслед за лавой, не­сколько усложняется (рис. 13.10), где 1 и 2 - скребковые конвейеры соответ­ственно лавы и прилегающей к ней выработки; 3 - сплошные металлические прогоны инвентарной крепи; 4 и 5 - деревянные соответственно поперечные прогоны и продольные верхняки инвентарной крепи; 6 - забой подготови­тельной выработки.

Схемы крепления (поддержания) сопряжений лав с выработками весь­ма разнообразны и зависят от средств крепи усиления и высоты породного уступа, а также транспортных средств (рис. 13.11). В качестве средств усиле­ния крепи используются устанавливаемые стойки под верхняк крепежной рамы выработки (ремонтины) (см. рис. 13.11, а), прогоны (см. рис. 13.11, б), а также их комбинации (см. рис. 13.11, в, г и рис. 13.12).

Для поддержания породного уступа кровли в зависимости от его высо ты и устойчивости пород, дополнительно используются анкеры, размещае мые с различными схемам их установки (см. рис. 13.11, а) и рисунок 13.13.

Конструкции устройств и приспособлений для удержания верхняко; прогоном могут быть различными, одна из которых представлена на рисунк-13.14.

Рисунок 13.10 – Схема крепления концевого участка лавы, сопряженного с транспортной выработкой, проводимой вслед за лавой

Рисунок 13.9- Схемы крепления концевых участков при размещениях основ­ных приводов скребкового конвейера; а, б, виг- соответственно полностью и частично в лаве: Iu 2- прогоны соответственно деревянные и металли­ческие из шарнирных верхняков; 3 -рештак; 4 - охранная полоса

Рисунок 13.11 - Схемы поддержания сопряже-ний при полном выносе приводов на выработку: а и б - арочной формы со смешанной подрыв-кой боковых пород, применением соответ-ственно анкеров, ремон-тин и прогонов; в и г- трапецивидной формы с подрывкой почвы, применением прогонов при расположении скребкового конвейера в выработке соответст-венно на столе и на подошве выработки: 1 - анкер; 2 — ремонтина; 3 - прогон; 4 — стол

Применяются также способы упрочнения породных уступов кровл! (почвы) химанкерованием или нагнетанием составов скрепляющих веществ Надежность поддержания сопряжения выработки с лавой обеспечивает рит мичность ее работы.

Рисунок 13.12 - Фрагменты паспорта крепления сопряжения лавы с конвей­ерным ходком: 1 -ремонтина; 2 - прогон; 3 -распорные стойки (две); 4 — гидравлический стол

Рисунок 13.13 — Схемы размещения анкеров на сопряжении при обнажении породного уступа кровли: а - полном со сдвоенными анкерами; б — частич­ном с одинарными анкерами при подпоре арочного верхняка: 1 — анкер; 2 - прогон с приспособлением его удержания стойками

Рисунок 13.14 - Схема приспособления для под­пора прогона и верхняка после удаления стойки рамной крепи: 1 — гидравлическая стойка; 2 - прогон металлический; 3 - хомут с фигурной планкой 4; 5 - приставка; 7 - торцевая часть верхняка из спецпрофиля

13.4 Возведение охранных сооружений

13.4.1 Охрана подготовительных выработок пологонаклонных пластов

Состав и последовательность выполнения работ при возведении опор­ных сооружений (ограждений) в полосе концевого участка лавы зависят от способов охраны прилегающих к лаве подготовительных выработок, которые характеризуются конструкциями этих опор и их размерами, с учетом времен­ного поддержания тупика подготовительной выработки, погашаемого вслед за лавой, или необходимости длительного ее поддержания для повторного использования.

Для временного поддержания сопряженных с лавой подготовительных выработок в зависимости от вынимаемой мощности пласта используются ряды деревянных ограждений: кустов, костров, бутокостров, органки, кусто-костров, возводимых в охранной полосе концевого участка лавы с опреде­ленной плотностью на некотором удалении от выработки. Возведение выше­перечисленных охранных опор для временного поддержания выработки про­изводится вручную с отставанием от очистного забоя согласно "Паспорту...".

В ручную также возводятся и породные полосы для охраны повторно используемых выработок (рис. 13.15).

Рисунок 13.15 — Схема размещения породной полосы для охраны транспорт­ного ходка; 1 — бутовая выработка; 2 — породная полоса со стенкой из круп­ных кусков; 3 — оконтуривающая органка; 4 — проход

Работы по возведению охранной породной полосы аналогичны тем, которые выполняются при возведении породных полос в лаве при способах управления кровлей с применением частичной закладки и частичного обру­шения. Подрывка пород в бутовых выработках производится буровзрывным способом. Категории пород по буримости зависят от коэффициента их кре­пости и определяются затратами основного (чистого) времени (мин.) на бу­рение 1 м шпура и типа бурового средства. В частности для пород в пределах коэффициентов их крепости 2,5-7,5 при бурении ручным электросверлом предел скорости бурения составляет 2,01-7,3 м/мин.

Породные полосы для охраны выработок, проводимых вслед за лавой, как правило, возводятся с помощью скреперных закладочных установок (рис. 13.16), состоящих из скреперной лебедки, скрепера и обводных блоков.

Рисунок 13.10 – Схема возведения породной полосы закладочной установкой при проведе­нии штрека вслед за подвиганием лавы: 1 - закладочная установка со скреперной ле­бедкой 2, стрелой и отклоняющими блоками 3; 4 - породный забой штрека; 5 - упорная стой­ка; 6 - распорное устройство; 7 —обводной блок; 8 - скрепер; 9 - прогон; 10- канат

Общий вид скреперной лебедки типа ЛСУ и ее технические характе­ристики представлены соответственно на рисунке 13.17 и в таблице 13.5, а скрепера - на рисунке 13.18.

Состав работ при возведении породной полосы с применением скре­перной закладочной установки:

- подрывка буровзрывным способом кровли в забое подготовительной выработки;

- передвижка и установка обводного блока в лаве;

- скреперование отбитой породы (управление скрепеной лебедкой);

- возведение рамной крепи в подготовительной выработке;

- зачистка оставшейся породы вручную;

- раскрепление, передвижка, установка и крепление закладочной ус­тановки.

Рисунок 13.17 – Общий вид скреперной лебедки типа ЛСУ

Таблица 17.5 - Технические характеристики шахтных скреперных лебедок

типа ЛСУ

Наименование параметра и единица его измерения	Количественное значение параметра типа ле­бедки
18,5ЛСУ-2С	30ЛСУ-2С	30ЛСУ-2П	55ЛСУ-2С	55ЛСУ-2П
Мощность двигателя, кВт	18,5
Средняя скорость каната, м/с: - рабочего хода - холостого хода	1,28 1,78	1,30 1,77	1,60 1,80	1,46 2,00	1,60 2,00
Среднее тяговое усилие на ра­бочем канате (не менее), кН
Диаметр рабочего каната (не менее), мм				19,5	19,5
Канатоемкость рабочего барабана (не более), м
Габаритные размеры, мм: - длина - ширина - высота		2000 1015	1670 1200 1000	2480 1015 1000	1780 1200 1000
Масса (не более), кг

Рисунок 13.18 – Общий вид скрепера для закладки породы в бутовую полосу

Крепление обводного блока в лаве должно быть надежным. Одна из схем установки этого блока с упорной металлической клиновой стойкой по­казана на рисунке 13.19.

Возможны и другие способы крепления обводных блоков в зависимости от высоты закладочного пространства, шага закладки (обычно 0,8 или 1,6 м) и схема скреперования (рис. 13.20), где: 1 и 2 - блоки подвесные соответственно одинарный и спаренные; 3 - отрезок круглозвенной цепи; 4 - зацепное приспо-

собление; 5 - анкер; 6 - канат; 7 - тумба ОКУ; 8 - породная полоса.

Высокая степень механизации закладочных работ при возведении ох­ранных породных полос достигается с помощью комплекса "Титан", общая технологическая схема применение которого представлена на рисунке 13.21, где: 1 - "Титан" с загрузочным устройством 2; 3 - перегружатель; 4 - ком­прессор; 5 - трубопровод разборный; 6 - сетка ограждения; 7 - породная ох­ранная полоса шириной 1₆ с шагом закладки 1₃

Рисунок 13.19- Схема крепления обводного блока, устанавливаемого в ниж­ней части закладываемой с помощью скреперной установки породной полосы на концевом участке лавы: 1 — якорная клиновая стойка; 2 - клин распорный; 3 - замковой пояс; 4 - сцепка вагонетки; 5 - отрезок скребковой цепи;

6 - обводной блок

.

Рисунок 13.20 - Схемы крепления отклоняющих блоков скреперной закладочной установки: а – в лаве; б – в проводимой за лавой выработке

Рисунок 13.21 — Технологическая схема возведения охранной породной полосы механизированным закладочным комплексом типа "Титан "

Техническая характеристика закладочного комплекса типа "Титан" представлена в таблице 13.6 а общий вид в усовершенствованном исполне­нии "Титан-1М-01" - на рис. 13.22 [33].

Таблица 13.6 - Техническая характеристика закладочного комплекса типа

"Титан"

Параметр и единица его измерения	Количественное значение параметра типа комплекса
"Титан-1"	"Титан-IM"	"Титан-Ш-01"
Производительность, м3/мин.	0,333-1,000	0,333-1,000	0,333-1,333
Средняя производительность, м3/мин.	0,666	0,666	0,833
Дальность транспортирования (м) при производительности, м3/мин. 0,333
0,666			*
1,000			*
1,333	*	*
Количество компрессоров
Производительность компрессора, при­веденная к начальным условиям, м7с	0,73±0,1	0,73±0,1	0,93±0,1
Номинальное конечное избыточное дав­ление, развиваемое компрессором, МПа	0,100	0,100	0,125
Номинальный внутренний диаметр пневмозакладочного трубопровода, мм			195-207
Суммарная номинальная мощность, кВт: приводов комплекса привода компрессора		11О
Масса, кг: комплекса компрессора

*Не определено

Рисунок 13.22 - Общий вид комплекса "Титан-1 M-01"

Порода для закладки комплексом "Титан" может доставляться как из вне, так и от проводимой вслед за лавой выработки, у которой погрузка отбитой породы производится породопогрузочной машиной и доставляется скребковым конвейером к перегружателю.

При выкладке породной полосы комплексом "Титан" ручные работы полностью не устраняются. Последние, прежде всего, связаны с монтажом-демонтажом и переноской закладочного трубопровода, а также установкой сетки или других оградительных средств. Шаг закладки обычно двукратен ширине захвата комбайна и составляет 1,6 м. К недостаткам этой технологии закладки следует отнести высокое пылеобразование.

В качестве ограждения для охраны прилегающих к лаве выработок используются блоки железобетонных тумб (БЖБТ), которые обладают ограниченной податливостью. Схемы размещения БЖБТ, количество их рядов и конструктивных особенностей зависят от типа подрывки боковых пород и их устойчивости. На рисунке 13.23 представлена одна из разновидностей схем размещения БЖБТ, состоящей из двух сплошных их рядов и податливого слоя деревянного (или другого) материала на контакте с кровлей, когда шаг подвигания очистного забоя составляет 0,8 м.

Состав и последовательность выкладки БЖБТ на концевом участке лавы:

- контроль за состоянием кровли и крепи;

- зачистка места выкладки блоков;

- высаживание вручную блоков на породный уступ с подошвы выработки;

- доставка блоков к месту их выкладки;

Рисунок 13.23 - Ограждение из БЖБТ для охраны выработки: а - схема размещения; б - блок железобетон­ный: 1 - двухрядное сплошное

ограждений из БЖБТ; 2 — слой из податливого материала; 3 - органная крепь; 4 - арматура; 5 - проволочная ручка

- укладка блоков в тумбу;

- выкладка податливого слоя из древесины (чаще из использованного крепежного материала).

Основным недостатком способа охраны выработок с использованием БЖБТ является его высокая трудоемкость.

С целью значительного сокращения ручных работ по выкладке охран­ного ограждения из БЖБТ используется технология механизированного воз­ведения литых полос из быстротвердеющих материалов. Сущность этой тех­нологии заключается в том, что вдоль выработки по мере подвигания очист­ного забоя на некотором удалении от породного уступа кровли или почвы в межопалубочное пространство доставляется быстротвердеющая смесь мате­риалов (бетон), которая после затвердевания образует охранную полосу (ог­раждение) (рис. 13.24).

Рисунок 13.24- Технологическая схема возведения литой полосы из твер­деющих материалов для охраны прилегающей к лаве выработки

Для возведения литой полосы (см. рис. 13.24) используется следующее оборудование: 1- нагнетательный аппарат; 2 - нагнетательный став; 3 - став подачи воды; 4 - смеситель; 5 - установка загрузочно-смесительная; 6 - эста­када для загрузки контейнеров с материалами; 7 - контейнер; 8 - платформа; 9 - лебедка; 10 - литая полоса, которую обслуживают четверо рабочих.Возможны и другие технологии возведения литых полос, в том числе из других твердеющих материалов (фосфогипса, пенобетона и др.) В качестве опалубки могут также использоваться механизированные передвижные их конструкции.

13.4.2 Охрана подготовительных выработок крутых пластов Процессы возведения временных или постоянных (на время эксплуа­тации) сооружений для охраны штреков при выемке тонких и средней мощ­ности крутых пластов определяют прежде всего способы выемки угля и

управления кровлей, а также технические возможности механизации этих процессов.

Для охраны откаточных штреков с целью их повторного использова­ния в качестве естественных охранных средств чаще применяют угольные целики различных размеров (рис. 13.25, а). Работы по формированию этих целиков осуществляются путем опережающей очистной забой 1 выемки угля отбойными молотками в магазинном уступе 2 и при проведении печей 3. Над краевой частью каждого угольного целика со стороны лавы сооружаются деревянные откосы для направления отбитого угля в печь и через люк на от­каточный штрек в вагонетки. Могут также возводиться искусственные со­оружения (см. рис. 13.25, б).

Рисунок 13.25 - Паспорта охраны откаточных штре-ков с использовани-ем: а - угольных це-ликов; б – искусст-венных сооружений: 1 - лава; 2 – магазин-ный уступ; 3 - печь; 4 - направляющие откосы; 5 - органка; 6 — костры; 7 — кустокостры

Для охраны вентиляционного штрека с целью его повторного исполь­зования, как правило, применяется породная полоса, возводимая самотечной закладкой (рис. 13.26, а). При погашении этого штрека вслед за проходом лавы в качестве основных охранных сооружений используются малых разме­ров угольные целики (рис. 13.26, б) или кустокостры (рис. 13.26, в). Все ра­бочие операции по возведению охранных сооружений на концевых участках лав крутых пластов выполняются вручную.

На практике все чаще применяются комбинированные способы охра­ны прилегающих к лаве выработок для повторного их использования опора­ми переменной жесткости как по ширине охранной полосы, так и в направлении подвигания очистного забоя, или эта выработки вслед за подвиганием лавы погашаются.

Условные обозначения средств охраны, изображаемые на "Паспорте выемки угля, крепления и управления кровлей в лаве..." представлены в таб­лице 13.7 [9].

Рисунок 13.26 – Пас-порта охраны венти-ляционного штрека крутого пласта с применением: а - породной полосы; б-угольных целиков; в - кустокостров: 1 – породная полоса; 2 - костры; 3 - целик угольный; 4 ~ органка; 5 - кустокостры; 6 - блоки рабочего и поддерживающего канатов

В качестве вспомогательных мер, направленных на повышение эффек­тивности охраны и поддержания выработок, могут применяться различные способы локальной разгрузки массива за их контуром, включая отсечку, за­висающей над ограждением труднообрушаемой кровли, а также упрочнения боковых пород.

Таблица 13.7 - Условные графические изображения средств охраны приле­гающих к лаве выработок