Охрана примыкающих к лавам выработок на пластах с углом падения до 35о

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-

' – смещение в выработке как одиночной после периода

интенсивного смещения пород:

o o

при t менее 1 года U ' = V t ;

при t более 1 года Uo= 12Vo;

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 Uк1=Uобщ1·Кк,

где

Кк = o п

(o п + o к ).

Для схемы 17.1 смещение определяется по формуле

U = (U K

+ U ' +1,3U 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.

l1 l2 l3

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

Рэл– 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 Рэлравна 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

Uобщ2 = [U пр Kпр + Uо + (U1 + U ост + U 2 )Kкр ]KsKус ,(17.5)

где Uост

– остаточное смещение после прохода 1-й лавы, мм

Uост =

Кохр m

+ V1t1;

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=1,4U1;

для органной крепи	–	0,2;
для ЖБТ	– 0,15;
для литой полосы	– 0,1;

Kохр – коэффициент, учитывающий податливость искусст- венного ограждения:

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

( ' ''

' ) '

Uобщ3 = Uпр + Uо + U1Kкр Кs K ус × K

, (17.6)

где

' – смещение пород под влиянием проведения выработки

пр

вприсечку, мм;

'' ''

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;

return false">ссылка скрыта

'' – скорость смещения пород в выработке как одиночной,

проведенной вприсечку;

V'' = Vост ;

' – смещение пород под влиянием передней зоны опор-

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

Uобщ4 = Кбm , (17.7)

лосы.

где Кб – коэффициент, учитывающий податливость бутовой по-

Смещение кровли определяется по формуле Uk=0,3m, а смеще-

ние почвы по формуле Un= U общ4- 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;

Uобщ – 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 Uтабл(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= 10mКo 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