1.6 Способы охраны выработок

Способ охраны компенсационными щелями

Охрана горных выработок производится путем нарезки в них компенсационных щелей. Причем на горизонтах щели нарезаются в основном в почве и бортах бортовых штреков лав. Для нарезки компенсационных щелей используется щеленарезная техника: "Урал-50", ESF-70.

Компенсационные щели проводятся впереди лавы на расстоянии не менее 150м в выработках, расположенных со стороны массива, и не менее 250м со стороны отрабатываемого с опережением столба.

В первую очередь щели прорезывают в кровле и вслед за тем (при необходимости) в боках и почве. В выработках, подлежащих креплению анкерами, щель проводится после возведения крепи.

Щели, прорезаемые в кровле по оси выработки, располагаются вертикально, прорезаемые на участках перехода плоской кровли в криволинейную часть - под углом 750-800. Допускается смещение вертикальной щели в кровле от оси выработки не более 0,5м.

Щели в кровле и боках заполняются податливым материалом. При глубине менее 800м. в выработках шириной 3,0-3,2м. вертикальные щели допускается оставлять незаполненными. Деревянные брусья, используемые в качестве заполнителя, устанавливают в щелях с шагом - 1,0-1,5м, разрыв между прорезкой щелей и их заполнением не должен превышать одних суток.

Способ охраны разгружающими выработками

Разгружающая выработка проводится первой в группе и вслед за ней последовательно все остальные. Превышение кровли в разгружающей выработке относительно охраняемой должно быть не менее 0,8м. Оно создается комбайном при проходке, буровзрывными работами, самопроизвольным обрушением пород (в случае проведения опережающих ходов в очистных камерах), прорезкой щели механическим способом. Ленточные целики, оставляемые между разгружающей и охраняемой выработками, должна быть шириной 2,0-2,8 м. Превышение кровли в разгружающей выработке, если она имеет привязку на одном уровне с охраняемой, должно выполнятся механическим или буровзрывным способом по мере ее проходки.

Если в качестве разгружающей выработки используется один из рабочих штреков, например, панельный транспортный или конвейерный), то в этом случае в кровле указанного штрека проводится компенсационная щель, а целик между разгружающей выработкой и охраняемой должен выбирается от 2,0 до 2,8 м. В некоторых нестандартных ситуациях превышение кровли в разгружающей выработке, если она пройдена на одном уровне с охраняемой, допускается выполнять поэтапно впереди лавы с поддержанием постоянного опережения - в выработках на границе с отрабатываемой смежной панелью - 250 м; в выработка, примыкающих к массиву, при глубине разработки до 600 м - 70 м, свыше 600 м - 100 м.

1.7 Крепление и ремонт горных выработок

Ремонт горных выработок горизонтов включает в зависимости от характера нарушения:

• оформление кровли до свода естественного равновесия горнопроходческими комбайнами КИД-220 (4ПП-2с) или БВР;

• зачистку и выравнивание почвы горной выработки;

• оборку заколов;

• установку штанг типа КАЗ.

Особенностью ремонта выработок является то, что все работы должны проводиться в условиях действующего предприятия без остановки работы коммуникаций, обеспечивающих основную деятельность рудника. Поэтому при проведении ремонта должны быть предусмотрены меры по защите коммуникаций, проложенных по выработкам: кабельные линии должны быть демонтированы и надежно защищены, обеспечены меры по сохранности конвейеров при минимально возможных их остановках на время ремонтных работ.

Учитывая, что выработки, проводимые комбайнами ПКС-8М по соляным породам имеют устойчивую арочную форму поперечного сечения, на основе практического опыта рудников ОАО «Беларуськалий», крепление их не предусматриваем. Выработки с плоской кровлей будут крепиться клинораспорными (КАЗ) и винтовыми (КАМВ) стальными штангами. При этом клинораспорные анкера будут использоваться в качестве временной крепи, а винтовые – в качестве постоянной крепи. В отдельных случаях, при необходимости, для крепления подготовительных выработок предусматривается применение деревянной рамной, стоечной, кустовой и костровой крепи, а также металлической арочной податливой крепи.

Механизм действия анкерных крепей заключается в том, что анкеры связывают слои пород и этим создается самонесущая породная балка.

Анкер конструкции КАЗ

Анкер (рисунок 1.1) состоит из стержня, изготавливаемого из стали марки Ст.5, который в верхнем конце переходит в клин, а на нижнем имеет резьбу М20, двух распорных полувтулок («сухарей») 2, натяжной гайки 3 и шайбы опорной плитки 4.

Конструктивные размеры крепи согласно ТУ 113-13-8-011-89 должны соответствовать значениям, приведенным в таблице 1.9.

Таблица 1.9 Конструктивные размеры крепи

Основные конструктивные размеры крепи	Величина показателя
Длина «сухарей», мм	85
Размер шайбы, мм	70×70×8÷10
Длина анкера, мм	От 900 до 2000 через каждые 100
Поперечный размер разрезного распорного замка, мм:  в исходном положении (диаметр)  в закрепленном положении	38 44
Диаметр стержня анкера, мм	20

Анкер закрепляется в шпуре посредством расклинивания клиноконической головки в «сухарях». Несущая способность и податливость замка зависят от разности диаметров замка и шпура, прочности пород и качества установки крепи.

Достоинства анкеров КАЗ:

• обладают достаточно большой податливостью;

• позволяют осуществлять визуальный контроль за состоянием крепи в процессе эксплуатации.

Недостатки:

• низкая несущая способность в глинистых породах;

• создают небольшое первоначальное натяжение (не более 25 кН в соли и 5 кН в глине);

• до выхода на максимальную нагрузку допускают расслоение сшитой пачки пород до 20-30 мм;

• установка крепи трудоемка и не поддается механизации;

• конструкция анкеров не исключает случаи их установки с одним «сухарем», в результате чего несущая способность снижается до 5-15 кН.

Рациональная область применения:

• крепление кровли очистных и подготовительных выработок;

• крепление кровли выработок в сочетании с винтовыми анкерами;

• крепление «козырьков» выработок;

• крепление боков выработок и междуштрековых целиков.

Анкер КАМВ

Анкер (рисунок 1.2) представляет собой круглый стержень Ст.3пс, Ст.3сп ГОСТ-380, имеющий по всей длине резьбу специального профиля 2. Один конец анкера 3 расплющен с целью завинчивания его в шпур с помощью бурового оборудования и удержания опорной плитки 4.

Конструктивные размеры крепи согласно ТУ РБ 05750906.050-98 должны соответствовать значениям, приведенным в таблице 1.10.

Таблица 1.10 – Конструктивные размеры крепи

Основные конструктивные размеры крепи	Величина показателя
Стандартная длина анкера , мм	900, ±50 1200±50, 1500±50, 1800±50
Наружный диаметр резьбы, мм	31-1,0
Внутренний диаметр резьбы, мм	19-1,0
Шаг резьбы, мм	30±1,5
Хвостовик под плоскую шайбу, мм  длина  ширина  толщина	50±10 33…40 10±1,0
Размер шайбы под хвостовик, мм	70×70×8
Отверстие под анкер, мм	25,5+0,52

Закрепление анкера осуществляется за счет внедрения его витков в стенки шпура. Процесс крепления выработок анкерами КАМВ состоит из бурения шпуров и завинчивания в них анкеров. Прочность закрепления КАМВ в шпуре при заданных шаге и внешнем диаметре винта, угле профиля витков и прочности горных пород зависит от глубины завинчивания (количества витков, взаимодействующих с породой) и диаметра шпура.

Достоинства КАМВ:

• вступают в работу сразу после установки, не допускают расслоения пород;

• работы по возведению крепи механизированы;

• высокая несущая способность.