2015-05-12
900
Выработки, примыкающие к лавам – штреки, уклоны, бремс- берги, ходки непосредственно примыкающие к очистным забоям.
Основным принципом разработки угольных пластов в пределах выемочных полей в соответствии с прогрессивными технологическими схемами должна быть выемка угля без оставления целиков при сле- дующих способах охраны пластовых выемочных выработок:
1) поддержание выработки в массиве впереди лавы с после- дующим погашением за лавой;
2) поддержание выработки позади забоя лавы в помощью ис- кусственных ограждений для повторного использования выработки;
3) проведение выработки вприсечку к выработанному простран-
ству;
4) оформление выработки позади забоя лавы с поддержанием в
выработанном пространстве бутовыми полосами с двух сторон;
5) проведение спаренных выработок разделенных целиком с по- гашением одной выработки вслед за 1-й лавой и второй выработки вслед за 2-й лавой с одновременным извлечением целика.
На рисунке 17.1 показана схема 1 способа охраны.
|
|
|
а) б)
£ 20
Рисунок 17.1 – Схема 1 способа охраны выработки
Общее смещение пород для схемы 1а определяется по формуле
U = (U K
+ U ' + U K
) К K
, (17.1)
общ
пр пр
o 1 кр
s ус
ботки;
где Uпр – смещение пород под влиянием проведения выработки;
Кпр – коэффициент, учитывающий способ проведения выра-
|
|
интенсивного смещения пород:
|
|
Vo – скорость смещения пород, мм/мес;
t – cрок службы выработки, мес;
U1 – смещение кровли под влиянием передней зоны опорно- го давления первой лавы, мм;
Кs – коэффициент, учитывающий сечение выработки;
Kкp – коэффициент, учитывающий обрушаемость кровли, ра-
вен 0,8 для легкообрушающихся; 1 – средней обрушаемсти; 1, 2 –
труднообрушаемой кровли;
Кус – коэффициент, учитывающий влияние крепи усиления, равен: 0,8 при реакции крепи усиления 0,1 МПа;
0,7 при реакции крепи усиления 0,2 МПа.
Доли смещения кровли U к1= U общ1· К к,
где
Кк = o п 
(o п + o к).
Для схемы 17.1 смещение определяется по формуле
U = (U K
+ U ' +1,3 U K
) К K
. (17.2)
общ
пр пр о
1 кр
s ус
Входящие в формулы величины смещении и скорости смещения находятся по графикам.
При втором способе охраны применяются следующие искусст- венные ограждении: органная крепь, костры из шпального бруса, же- лезо-бетонные тумбы, литая полоса из бетона, бутовая полоса. Реко- мендуемые условия применении искусственных ограждении приведе- ны ниже. На рисунке 17.2 показана принципиальная схема охраны вы- работки по 2 способу.
l 1 l 2 l 3
|
|
|
Рисунок 17.2 – Схема 2 способа охраны выработки
Параметры искусственных ограждений определяются по сле- дующей формуле
П = Р / Рэл, (17.3)
где
Рэл
– количество тумб, стоек органной крепи или ширина
полосы на 1 м выработки;
Р – расчетная нагрузка, МН/м,
Р = [ а + в (m -1)]× o
; (17.4)
а, в – эмпирические коэффициенты:
| Искусственное ограждение | а | в |
| органная крепь | 0,9 | 0,3 |
| ЖБТ | 4,0 | 6,0 |
| литая полоса | 10,0 | 2,0 |
сторону; 50 МПа;
m – мощность пласта, округлять до целых метров в большую
o – округлить до 50 при σ меньше 50 и до 80 при σ больше
Р эл– несущая способность элемента;
ЖБТ устанавливают в 1 ряд при легкообрушающейся кровле; 1,5 ряда при среднеобрушающейся;
2 ряда при труднообрушающейся кровле.
Несущая способность одной деревянной стойки органной крепи диаметром 0,2 м при длине до 1 м – 0,3 МН; при длине 1–2 м – 0,25 МН; при длине более 2 м – 0,20 МН; одной тумбы ЖБТ площадью F равна F·σδ, МН; для литой полосы Р элравна прочности материала полосы, МН. Для обеспечения податливости деревянные стойки устанавли- ваются под брус толщиной 0,15 м при мощности пласта до 2 м и до- полнительно на лежан такой же толщины при мощности пласта более 2 м.
Костры из шпального бруса устанавливают в один ряд при мощности до 2,5 м и 2 ряда при мощности более 2,5 м.
Нормативная прочность быстротвердеющего материала литой полосы через сутки после возведения – 10,0 МПа.
Смещение кровли при втором способе охраны выработок опре- деляется по формуле
|
– остаточное смещение после прохода 1-й лавы, мм
Кохр m
+ V 1 t 1;
V1, t1 – скорость смещения пород и время эксплуатации вы- работки за лавой, мм/мес., мес.,соответственно;
U2 – смещение кровли под действием передней зоны опорно- го давления 2-й лавы, мм U2 =1,4 U 1;
|
для костров и бутовых полос – 0,4;
для костров из круглого леса – 0,6.
И по второму способу охраны можно усиливать штрековую крепь. Схема установки крепи усиления приведена ниже на рисунке 17.2.
Параметры установки крепи усиления приведены в таблице 17.1.
Таблица 17.1 – Параметры установки крепи усиления
| Участок | Длина участка, м, при σк, МПа | ||
| до 50 | 50 – 80 | более 80 | |
| l1 | |||
| l2 | |||
| l3 |
На рисунке 17.3 показана схема проведения выработки вприсеч- ку (3-й способ охраны). Выделяют: А – присечка с частичным сохра- нением выработки; Б – полная присечка; В - присечка с оставлением целика шириной до мощности пласта. Условия применения схем пока- заны ниже в следующем обобщении.
Рисунок 17.3 – Проведение выработок вприсечку
| Показатели | Порода кровли | ||
| легкообру- шающаяся | среднеобру- шающаяся | труднообру- шающаяся | |
| Допускаемые схемы | А, Б, В | Б, В | В |
| Отставание от лавы, м | более 80 | до 250 | |
| Разрыв во вре- мени, мес. |
Смещение пород определяется по формуле
(' ''
') '
Uобщ 3 = Uпр + Uо + U 1 Kкр Кs K ус × K
, (17.6)
|
' – смещение пород под влиянием проведения выработки
|
'' ''
Uo = Vot
при t < 12 мес;
работки:
К′– коэффициент, учитывающий место расположения вы-
К′=1 для схемы А; К′=0,7 для Б и В;
|
|
проведенной вприсечку;
V '' = Vост;
|
ного давления в выработке, проведенной вприсечку.
Схема расположения и охраны выработки по 4 способу охраны показана на рисунке 17.4.
откаточный штрек
|
|
|
косовичник
Рисунок 17.4 – Оформление выработки за лавой
Смещение пород в выработке по 4 способу охраны определяется по формуле
Uобщ 4 = Кбm, (17.7)
лосы.
где Кб – коэффициент, учитывающий податливость бутовой по-
Смещение кровли определяется по формуле U k=0,3 m, а смеще-
ние почвы по формуле Un = U общ 4- Uk.
Условия применения способов охраны пластовых выемочных выработок приведены ниже
| Номер способа | ||||
| Мощность пласта, м | любая | до 2,5 м | любая | до 1,5 м |
| Степень пучения почвы | меньше 12 | меньше 20,0 | любая | больше 40 |
На рисунке 17.5 показано расположение выработок по 5 способу охраны, который можно применять на сильно газоносных пластах.
Рисунок 17.5 – 5-й способ охраны выработки
17.2 Охрана выемочных выработок на пластах с углом падения более 35о
В этих условиях предпочтение следует отдавать прогрессивной схеме, когда выемочные штреки проводятся по пласту:
вентиляционный штрек вприсечку к погашенному откаточному штреку с оставлением полосы угля шириной до 1 м;
откаточный штрек поддерживается в массиве и погашается при работе лавы на передний квершлаг. Схема охраны выработок приведе- на на рисунке 17.6.
lrs
Рисунок 17.6 – Схема охраны выработок на крутых пластах
Общее смешение пород определяется по формуле
U =[(U
+ U) K
K + U
] K, (17.7)
общ
пр о
пр a
табл s
где Uтабл – смещение под влиянием очистных работ вплоть до погашения выработки;
U общ – для откаточного и вентиляционного штреков опре- деляется по отдельным графикам;
Кα – коэффициент влияния угла падения пласта, равен 0,85
при α=35–550; равен 0,65 при α>55°.
При полной закладке смещение пород уменьшается, что учиты- вается меньшим значением U табл(меньше в 1,5 раза).
На тонких и средней мощности пластах при кровлях и почвах,
склонных к интенсивному сползанию, допускается поддерживать вы- емочные штреки целиками позади очистного забоя. Размеры целиков определяются по формуле
Вц = 10 mКo y, (17.8)
где Кσy – коэффициент, учитывающий крепость угля;
Кσy – 1 при σyменее 5,0 МПа;
|
|
|
Кσy – 0,8 при σyболее 5,0 МПа.
В исключительных случаях разрешается работать на задний квершлаг при длине выемочного поля 300–500 м. Участок выработки позади лавы поддерживается искусственными ограждениями (костра- ми, кустами для откаточных штреков, бутовой полосой для вентиля- ционных штреков).
Лекция 18
