УПРАВЛЕНИЕ ГОРНЫМ ДАВЛЕНИЕМ В КАПИТАЛЬНЫХ И ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТКАХ
Цель управления горным давлением в капитальных и подготовительных выработках—обеспечить выполнение выработками в течение всего срока их службы возлагаемых на них функций — бесперебойность грузопотоков, сохранность оборудования, дебит воздуха в заданных пределах. При этом капиталовложения и эксплуатационные расходы должны быть минимальными.
Способы управления горным давлением в капитальных и подготовительных выработках можно классифицировать следующим образом.
1. Ограничение деформаций горных пород. Это наиболее старый и распространенный способ управления горным давлением в выработках. Уменьшение деформаций до целесообразных пределов позволяет предотвратить образование вывалов, расслоений горных пород, а также их разрушение.
К этому способу относятся: а) возведение крепей; б) оставление целиков; в) возведение на границе выработок искусственных опор; г) комбинированные способы.
2. Изменение напряженно-деформированного состояния окружающих пород для снижения в них напряжений. Это позволяет уменьшить расходы на крепление, повысить устойчивость выработок и срок их службы, т. е. разгрузить массив вблизи выработок. Но в ряде случаев целесообразно, наоборот, подвергнуть краевые зоны пластов угля повышенному давлению с тем, чтобы изменить агрегатное состояние угля, увеличить степень его трещиноватости и интенсифицировать газоотдачу, сделать эти зоны не опасными по выбросам угля и газа.
Основными из этих способов являются: а) проведение выработок по надработанным или подработанным массивам (для этого используют как планомерные подработки и надработки, неизбежные при разработке свит пластов, так и специальные; в последнем случае надработка и подработка могут осуществляться специальными короткими лавами при работе с полным обрушением кровли); б) проведение выработок по обрушенным породам кровли (слеживающимся и неслеживающимся); в) проведение выработок под обрушенными породами кровли ранее отработанных пластов; г) проведение и поддержание выработок на границе выработанного пространства; д) проведение разгрузочных скважин в стенках, краевых зонах и зонах выработок; е) проведение разгрузочных щелей (в стенках и забоях выработок); ж) проведение разгрузочных камер («карманов»); з) воздействие опорным давлением соседних лав на краевые зоны; и) воздействие взрывом;к) гидроразрыв; л) комбинированные.
3. Искусственное повышение несущей способности горных пород, т. е. предельной величины нагрузки, которую может нести в течение заданного времени та или иная часть сооружения (например, кровля, почва, стенки выработки).
К этому способу относятся: а) применение анкерной крепи; б) электрические методы упрочения пород; в) уплотнение пород взрывом.
4. Гидроизоляция пород, окружающих горные выработки. Этот способ преследует разные цели: полное осушение пород, что приводит к снижению деформации и перемещений пород в выработку, устранение опасности возрастания влажности, размокания и набухания пород, предотвращение прорывов воды в выработки. Гидроизоляция может осуществляться: а) осушением выемочных участков, горизонтов, панелей; б) битумизацией; в) цементацией.
Способ управления горным давлением для всех выработок должен выбираться при проектировании. Но в действительности это делается далеко не всегда, поскольку конкретные формы проявлений горного давления в той или иной выработке отличаются от прогнозируемых. Поэтому вопрос выбора оптимального способа управления кровлей часто приходится решать во время эксплуатации.
ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ УПРАВЛЕНИЯ ГОРНЫМ ДАВЛЕНИЕМ В КАПИТАЛЬНЫХ И ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТКАХ
Способы снижения напряжений в породах, окружающих выработку
1. Проходка выработки широким ходом как способ снижения напряжений в окружающих породах может рекомендоваться при двусторонней раскоске по одной из схем, показанных на рис. 16 (в зависимости от механических свойств боковых пород).
При проходке выработок широким ходом около выработки создается податливая зона, с помощью .которой разгружаются окружающие породы от опорного давления. Опорное давление гасится в пределах раскоски.
Рис. 16. Расположение бутовых полос при проведении выработки широким ходом
Реализация этого способа возможна при наличии в сечении выработки пласта мощностью до 1—1,2 м. Способ требует дополнительных затрат на проходку и установку крепей высокой податливости. Его применение способствует расслоениям в покрывающих породах и значительным опусканиям, обеспечивает разгрузку нижерасположенного массива.
В капитальных выработках, проходимых по пустым породам, применение этого способа практически исключено, так как образование раскосок в данном случае технологически невозможно и экономически нецелесообразно.
При проходке пластовых выработок наряду со снижением напряжений в окружающих породах решается вопрос оставления породы в шахте и уменьшаются потери в целиках.
2. Предварительная надработка массива, по которому предполагается проведение выработки, и последующая надработка, т. е. выемка залегающего над пройденной выработкой пласта. В первом случае разгрузка массива производится до проведения в нем охраняемой данным способом выработки, и тем самым выработка с момента своего существования оказывается в наиболее благоприятных условиях. Во втором случае неизбежно однократное (разовое) перекрепление охраняемой выработки. Однако и в этом случае при большом сроке службы выработки затраты на однократное перекрепление, явившееся результатом надработки, компенсируются последующим снижением или полной ликвидацией затрат на поддержание.
Условие применения этого способа — наличие вышерасположенного пласта.
3. Двойная проходка, сущность которой состоит в следующем. Первоначально проходят так называемую передовую выработку» площадь сечения которой составляет 50—70 % площади проектного сечения выработки, и крепят эту передовую выработку податливой крепью. После образования зоны неупругих деформаций (через 2—3 мес) расширяют передовую выработку до проектного сечения и крепят ее постоянной крепью, т. е. окончательные работы по проведению и креплению выработки ведут в разгруженном массиве.
Увеличение начальных затрат при двойной проходке до 25% нередко полностью компенсируется снижением затрат на поддержание выработки.
Способ двойной проходки следует рекомендовать при условии, когда предел прочности на сжатие боковых пород меньше максимального опорного давления.
4. Правильный выбор места и времени возведения жесткой постоянной крепи относительно проходческого забоя. Крепь обычно» устанавливается с некоторым отставанием от забоя выработки, к этому времени уже успевает развиться смещение. В результате жесткая крепь не может противостоять уже начавшемуся движению пород и деформируется.
Для исключения деформаций постоянной крепи рекомендуется' вести ее установку с отставанием от проходческого забоя, когда. заканчиваются основные смещения. Иными словами, предлагается возводить постоянную крепь под защитой уже образовавшейся зоны неупругих деформаций.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
