Вопросы для самоконтроля по теме 11

11.1 Понятия об управлении кровлей полным обрушением и характе­ризующие ее параметры.

11.2 Разновидности стоек индивидуальной посадочной крепи, их об­щие характеристики и область применения.

11.3 Принятые графические изображения типовых посадочных стоек индивидуальной крепи. Параметры их установки в лаве.

11.4 Технологические схемы посадки кровли в лавах тонких пологона-клонных пластов и их параметрические характеристики.

11.5 Состав и последовательность выполнения рабочих операций при управлении кровлей полным обрушением при применении посадочных стоек типа ОКУ в лавах с индивидуальной металлической призабойной крепью.

11.6 Состав и последовательность выполнения рабочих операций в ла­ве с индивидуальной призабойной крепью и посадочными стойками, пере­двигающимися механизированным способом. Область их применения.

11.7 Особенности процесса управления кровлей при ее посадке участ­ками по длине лавы. Требования правил безопасности.

11.8 Понятие о безорганной посадке кровли в лаве с применением сто­ек усиления призабойной крепи на границе с выработанным пространством. Характеризующие ее параметры.

11.9 Способ механизированной посадки кровли в лавах пологих пла­стов и область его применения.

11.10 Особенности управления кровлей в лавах тонких крутых пластов полным обрушением с применением металлических стоек посадочной крепи и их параметрические характеристики.

11.11 Механизированный способ посадки кровли в лавах тонких кру­тых пластов, область его применения и параметрические характеристики. Состав и последовательность выполнения рабочих операций.

11.12 Управление кровлей с применением пневмокостров, их конст­руктивные характеристики и область применения.

11.13 Состав и последовательность выполнения работ при управлении кровлей полным обрушением с применением пневмокостров. Параметры их установка в лаве.

11.14 Требования правил безопасности при посадке кровли в лаве.

11.15 Особенности управления кровлей в лаве плавным опусканием, область его применения и параметрические характеристики. Состав и после­довательность выполнения рабочих операций при этом способе.

11.16 Факторы, определяющие схему и параметры установки в лаве стоек призабойной крепи, их рабочее сопротивление.

11.17 Факторы, определяющие схемы и параметры установки в лаве стоек посадочной крепи, их рабочее сопротивление.

Лекция 12 процессы управления кровлей в лавах с применением оставляемых в выработанном пространстве опорных сооружений

12.1 Закладочные работы при управлении кровлей в лавах

12.1.1 Управление кровлей в лавах пологонаклонных пластов

с применением закладки

В качестве средств управления кровлей с применением оставляемых в выработанном пространстве сооружений используются искусственные (за­кладочные массив или полосы, костры или бутокостры) и естественные (угольные целики) опоры.

Сущность способов управления кровлей с применением закладки за­ключается в частичном или полном заполнении образованного при выемке пласта выработанного пространства материалом, компрессионные свойства которого должны способствовать в пределах призабойного пространства очистной выработки снижению влияния осадок массива кровли на устойчи­вость ее нижних слоев. В зависимости от объема заполнения выработанного пространства закладочным материалом различают способы управления кров­лей частичной закладкой, частичным обрушением и полной закладкой. При двух первых указанных способах в качестве закладочного материала исполь­зуются рядовая порода от подрывки (чаще) кровли проводимых вслед за ла­вой бутовых выработок с выкладкой породных полос, в последнем - транс­портируемый (чаще) по трубам от дробильных комплексов, размещенных вне лавы. Закладочный материал изготавливается путем дробления рядовой по­роды, поступаемой на закладочный комплекс от проведения подготовитель­ных, подготавливающих и капитальных выработок, до определенного грану­лометрического состава (кусковатости) и доставляется по трубопроводу в лаву пневмо- или гидротранспортными средствами. Требования предъявляе­мые к закладочному материалу: транспортабельность, обладание высокими компрессионными свойствами, отсутствие в нем горючих материалов (осо­бенно угля, склонного к самовозгоранию) и вредных веществ, в том числе выделяющихся при взаимодействии с водой.

Общая схема размещения породных полос при способе управления кровлей частичной закладкой представлена на рисунке 12.1.

Способ управления кровлей частичной закладкой (см. рис. 12.1) характери­зуется следующими линейными (м) параметрами: максимальной шириной приза­бойного пространства /„; высотой закладки т' = т-Δh_max (где т - мощность пласта, Δh_max - сближение кровли и почвы в лаве на границе с выработанным про­странством): 1_бв и 1_пп — шириной соответственно бутовой выработки и породной полосы; h_nk - высотой подрывки кровли; I_3n - шагом закладки (обычно I_3n =2r_в).

Качество возводимых по длине лавы породных поло

где Σl_охр-суммарная ширина охранных полос на концевых участках лавы.

Рисунок 12.1 - Схема размещения породных полос в выработанном пространстве при способе управления кровлей частичной закладкой: 1 – лава; 2 – бутовая выработка (штрек); 3 – породная полоса

Ширина породной полосы

l_nn= l_бв h_nk k_p / m’ (12.2)

где к - коэффициент разрыхления отбитых и разруш взрывом шпуровых зарядов (в зависимости от прочности пород

ваемом случае к =1,8-2,0).

Состав и последовательность возведения породной полосы в лаве (рис. 12.2):

- контроль за состояниями кровли и крепи в бутовом штреке;

- пробивка оконтуривающей органки из деревянных стоек: 1 - лобовой с оставление окна шириной 0,7 м, 2 и 3 - боковых;

- бурение шпуров 4 в кровлю из бутового штрека 5;

- заряжание, взрывание и проветривание (при этом все работы в лаве полностью прекращаются, а люди выводятся в безопасное место);

- выбивка боковой органки 3;

- выкладка из крупных кусков стенок 6 и 7 породной полосы 8;

- по мере выкладки породной продольной стенки вдоль лавы и запол­нения межстеночного пространства мелкой породой производителя удаление крепежных рам призабойной крепи (перекидка и закладка отбитой породы производится из закрепленного пространства в пре­делах шага закладки I_3n);

- после полной уборки породы из бутового штрека с шагом установки 1_р = 0,5I_3n возводятся П-образные рамы 9 деревянной крепи.

По мере подвигания очистного забоя за технологический цикл вышеуказанные операции с сохранением принятых параметров повторяются.

Проведение бутовой выработки при определенных условиях может также осуществляться с подрывкой почвы и бурением шпуров из лавы под наклоном в сторону выработанного пространства.

Рисунок 12.2 - Схема проведения бутового штрека и возведения породной полосы в лаве:

направление перекидки отбитой породы

Требование правил безопасности:

- бутовый штрек должен быть временно закреплен на протяжении не менее 3 м от забоя; каждый бутовый штрек должен иметь закрепленный выход в рабочее пространство лавы; перед подрыванием породы в бутовых штреках в рабочем пространстве лавы за линией отрыва породы должна быть пробита оконтуривающая органная крепь;

- в бутовых штреках с верхним подрыванием и бурением шпуров со стороны забоя на наклонных, крутонаклонных пластах, где возведение бутовых полос осуществляется самоподбучиванием, крепление может не произ­водиться.

Необходимо отметить, что неполная по высоте частичная закладка может осуществляться при раздельной выемке пласта сложного строения, при которой отбитая и разрушаемая порода пропластков размещается в выработанном пространстве, что в определенных условиях может повлиять на характер и интенсивность периодических осадок массива кровли.

Способ управления кровлей частичным обрушением представляет собой комбинацию двух способов - частичная закладка и полное обрушение. Сущность этого способа заключается в том, что между смежными породными полосами и бутовыми выработками по длине лавы оставляются участки, на которых производится посадка кровли. Длина участков посадки кровли I₀₆ по данным практики составляет 40-50 м. При этом сокращается количество породных полос в лаве, которое составляет:

Область рационального применения способа управления кровлей час­тичным обрушением: лавы с индивидуальной крепью и труднообрушаемой кровлей категории A₃. На рисунке 12.3 представлен фрагмент "Паспорта ..." лавы, в которой управление кровлей осуществляется частичным обрушением с равными по величине (0,8 м) шагами закладки и посадки.

Процессы управления кровлей полной закладкой в лавах с индивиду­альной крепью почти полностью механизированы. Закладочный материал к лаве и по ее длине перемещается с применением гидравлических или пневма­тических транспортных средств. На рисунке 12.4 представлены общие схемы гидрозакладки выработанного пространства с боковой или прямой разгруз­ками материала, обеспечивающих шаг закладки (в рассматриваемых вариантах) равный 3,2 м. Как в первом (см. рис. 12.4, а), так и втором (см. рис. 12.4, б) вариантах закладки по мере подвигания очистного забоя приходится вруч­ную демонстрировать и монтировать разборные трубопроводы на вентиляци­онных штреках, а во втором - дополнительно в лаве.

Рисунок 12.2 – Фрагмент графической части "Паспорта ..."лавы при управлении кровли частичным обрушением: 1 — гидравлическая стойка; 2 — дере­вянный верхняк; 3 - оконтури-вающая органка; 5 — крепь бутового штрека (три стойки под деревянный верхняк)

Рисунок 12.2 – Схемы полной закладки выработанного пространства гидравличес-ким способом при доставке по лаве материала с его выпусками:

а — боковым; б — прямым

На рисунке 12.5 представлена общая схема пневмозакладочного ком­плекса на шахте, где 1 - опрокидыватель; 2 - бункер; 3 - питатель; 4 - лен­точный конвейер; 5 - железоотделитель; 6 - классификатор; 7 - дробилка; 8 - закладочная машина; 9 - магистральный трубопровод; 10 - забойный трубопровод; 11 - комбайн; 12 - конвейер; 13 - ограждение.

Рисунок 12.2 – Общая схема пневмозакладочного комплекса на шахте

На рисунке 12.6 представлена схема (в плоскости пласта) пневмозак-ладки выработанного пространства из лавы, где 1 - подвижная отшивка -перегородка с опорой; 2 - канат тягальной лебедки; 3 и 4 - ставы разборного

трубопровода соответственно рабочей и монтируемой его частей; 5 - под­вижный став трубопровода с домкратами его передвижки 6 и окнами боково­го выноса материала 7, 8 - закладочный массив.

Рисунок 12.2 – Схемы полной закладки вырабо-танного пространства пневматическим способом: а - по простиранию; б - по восстанию соответст-венно с прямым и боковым выпусками материала

Полная пневмозакладка (сухая) чаще применяется при выемке пласта по простиранию с шагом не более 1,0 м и прямым выносом материала в зону пере­движной отшивки - перегородки (рис. 12.6, а), а также - по восстанию при боко­вом выносе материала на шаг не более 1,6 м с передвигающего трубопровода.

Область применения способа управления кровлей полной закладки ох­ватывает весь диапазон категории кровли по обрушаемости ее массива, а также применяется при подработке ответственных сооружений на земной поверхности или с целью оставления породы в шахте.