Устойчивости выработок

Устойчивая форма поперечного сечения

а                             б                      в                       г

д                                                                               е

а – круглая; б – эллиптическая; в; г: д; е; - полигональная: в – шатровая

в кровле; г – в бортах; д – в забое; е – в сопряжении кровли с бортом;

                         а ≤100⁰ – угол разрушения 

Выбор положения выработок за пределами зоны повышенного опорного давления

При разработке угольных месторождений и переходе на большие глубины околоштрековые целики занимают 25 – 40% запасов угля выемочного столба.

Для нейтрализации влияния негативных факторов, вызванных повышенным горным давлением, и с целью снижения потерь угля выработки проводят с запасом поперечного сечения и используют бесцеликовую технологию подготовки запасов к выемке.

Рис. Распределение опорного давления:

Lв – ширина вредного влияния зоны опорного давления (ширина целика);

Р – давление в массиве.

Наиболее благоприятны для проведения горных выработок краевые части зоны опорного давления. При этом в случае проведения выработок в краевой части угольного массива, прилегающей к выработанному пространству (на расстоянии от него до 4 м), запасы считаются подготовленными по бесцеликовой технологии.

Выработки, проводимые за пределами зоны опорного давления, охраняют угольными целиками.

При неустойчивых породах ширина вредного влияния опорного давления составляет 0,7 L_оп . Р_max » 0,25 L_оп .

L_оп  = ,

где m – вынимаемая мощность пласта, м; Н – глубина разработки.

Способы охраны

Подготовительных выработок

Подготовительные выработки могут испытывать влияние очистных работ в следующих зонах:

I - вне зоны влияния очистного забоя;

II - в зоне влияния временного опор­ного давления впереди очистного забоя;

III - в зоне влияния временного опорного давления позади очистного забоя;

IV - в зоне установившегося опорного давления позади очистного забоя;

V  - в зоне повторного временного опорного давления впереди очистного забоя;

VI - в зоне повторного временного опорного давления позади очистного забоя;

VII - в зоне повтор­ного установившегося опорного давления.

Рис. Схема расположения зон опорного давления в подготовительных выработках

Для охраны выработок от разрушения применяют специаль­ные мероприятия и способы: за пределами выработки оставляют целики, выкладывают буто­вые полосы или сооружают специальные искусственные ограж­дения (костры, бетонные стенки и т. д.), препятствующие обру­шению и значительному опусканию пород кровли.

Подготовительные выработки могут проводиться в массиве угля, вприсечку к выработанному пространству и в выработан­ном пространстве. В каждой зоне опорного давле­ния могут применяться лишь определенные способы охраны.

Рис. Способы охраны подготовительных выработок:

а – угольным массивом; б – угольным массивом и целиком;

в – угольным массивом и бутовой полосой; г – целиком и бутовой полосой;

 д - бутовыми полосами и целиком; е – угольным массивом и искусственным ограждением; ж – бутовыми полосами; з – угольным массивом и выработанным пространством; и – целиками; к – искусственным ограждением

Однако мероприятия по ох­ране выработок не обеспечива­ют полной их сохранности и бе­зопасности работы людей, так как не предупреждают дефор­маций и разрушения пород не­посредственно около выработки. Поэтому дополнительно приме­няют различные виды крепи и средства упрочнения пород. Если же эти мероприятия не дают положительного эффекта и площадь сечения выработки уменьшается до недопустимых по ПБ размеров, то производят ремонтные работы с подрывкой пород.

Комплекс мероприятий по креплению и ремонту выра­ботки, а также по упрочнению окружающих выработку пород называют ее поддержа­нием.

Перечисленные меры не могут полностью предотвра­тить смещений пород кровли, почвы и боков выработки, что приводит к необходимости применения податливых крепей. В различных горно-геологических и горнотехнических условиях величины смещений окружающих выработку пород различны, иногда они превышают податливость применяемых в настоящее время наиболее распространенных арочных крепей (величина податливости трехзвенной арочной крепи 400 мм, пятизвенной 800 мм). В этом случае крепь деформируется и выработка тре­бует ремонта. Один из основных способов уменьшения объема ремонта выработок - проведение их с запасом на смещения пород.