УДК 622.831
О СОХРАНЕНИИ УСТОЙЧИВОСТИ ВЫЕМОЧНЫХ
ВЫРАБОТОК В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ ОЧИСТНЫХ РАБОТ
Доц. Соловьев Г.И., магистр Кублицкий Е.В., студент Пилипенко В.С.
(ДонНТУ)
Опыт ведения горных работ в условиях глубоких шахтах показывает, что проблема поддержание и сохранение устойчивости выемочных выработок в зоне влияния очистных работ является одной из основных задач совершенствования технологии добычи угля /1-11, 15-21/.
С ростом глубины угледобычи интенсификация вредных проявлений горного давления во многом определяется несоответствием применяемых силовых способов противодействия давлению толщи пород изменившимся с глубиной условиям реализации потенциальной энергии подработанного массива. Применяемые на концевых участках лав крепи, опорные конструкции сопряжений и способы охраны выработок отличаются несоответствием своих количественных и качественных параметров условиям применения, высокой металло- и материалоемкостью, низкой технологичностью выполнения рабочих процессов, высоким уровнем применения ручного труда, высоким травматизмом и аварийностью работ.
Применяемые в настоящее время способы крепления, поддержания и охраны выемочных выработок на участке активного влияния очистных работ далеко не всегда позволяют сохранить устойчивость выемочных выработок, что в основном предопределяется несоответствием параметров этих решений конкретным условиям применения.
По нашему мнению более целесообразным является применение способов сохранения устойчивости подготовительных выработок, обеспечивающих консолидацию работы крепи для перераспределения повышенных нагрузок между комплектами крепи по длине выработки.
На шахте “Южнодонбасская №3” сотрудниками ДонНТУ были проведены исследования по промышленной проверке нового способа сохранения устойчивости за счет усиления основной крепи выемочной выработки каркасной усиливающей крепью /24/. Каркасная крепь усиления представляет собой длинную жесткую балку из двутавра (№14-16), подвешиваемую на отрезках металлической конвейерной цепи к верхнякам крепи до начала зоны влияния опорного давления лавы. Для предотвращения искривления профиля верхняка крепи между ним и балкой вставляется криволинейный сегмент (длиной 2,8-3,0 м) из спецпрофиля, соединяемый с верхняком крепи по своим концам двумя хомутами. Для повышения эффекта перераспределения нагрузки между неравномерно нагруженными рамами крепи на участке активного восприятия крепью проявлений горного давления в зоне влияния лавы и ее выработанного пространства были предложены и испытаны варианты каркасной усиливающей крепи с применением анкеров, устанавливаемых по центру выработки и соединяемых на каждой раме с верхняком крепи отрезком металлической цепи. Исследования проводились в вентиляционном выемочном ходке 4-й восточной лавы пласта с
11 шахты “Южнодонбасская №3” на трех экспериментальных и одном контрольном участках с длиной каждого по 40 м. Выработка была проведены с двусторонней подрывкой вприсечку к выработанному пространству ранее отработанной 3-й восточной лавы с оставлением целика угля шириной 4 м. На первом экспериментальном участке была установлена 1 балка каркасной усиливающей крепи с ребрами жесткости – отрезками металлических сегментов из спецпрофиля, на втором участке – одна аналогичная балка с усиливающими анкерами на каждой крепи и на третьем участке – 2 балки усиливающей крепи с анкерами, причем балки подвешивались к верхнякам крепи параллельно на расстоянии 1,5 м, а анкера бурились с наклоном в противоположные стороны друг от друга под углом 300 к вертикальной оси выработки. Результаты опытно-промышленной проверки подтвердили высокую эффективность предложенной каркасной усиливающей крепи. На первом экспериментальном участке общие смещения пород кровли по результатам замеров были снижены на 25-30%, на втором – на 35-50%, а на третьем в 1,5 –2 раза. Полученный результат можно объяснить эффектом перераспределения несущей способности между разнозагруженными комплектами арочной крепи с помощью жесткой усиливающей крепи.При обработке результатов эксперимента был установлено, что при использовании каркасного усиления основной крепи максимальные значения скоростей смещений уменьшаются с увеличением жесткости крепи усиления и смещаются вперед по ходу лавы в сторону “недогруженных” комплектов, тогда как на контрольном участке аналогичные комплекты крепи в силу их обособленной работы еще не вступили в работу .
Таким образом, в результате проведения шахтных наблюдений, установлена характерная особенность уменьшения абсолютной величины и смещения положения максимума средних скоростей деформаций кровли выемочной выработки относительно очистного забоя при разной жесткости балки каркасной усиливающей крепи.
Анализ технологических решений по сохранению устойчивости подготовительных горных выработок в зоне влияния очистных работ показал, что геомеханические и комбинированные способы более эффективны по сравнению с чисто силовыми, так как направлены не на малоэффективное противодействие проявлениям горного давления, а на создание возможности перераспределения, дробления и локализации его вредного воздействия на особо жизненно важных технологических участках.
Список литературы: 1.
Бондаренко Ю.В., Соловьев Г.И, Захаров В.С. Изменения деформаций контура кровли контура кровли выработок при использовании каркасной крепи усиления.// Известия Донецкого горного института.– 1999.–№1. с.66-70.