Наиболее дешевыми по материальным затратам являются способы, предусматривающие использование рядовой породы. И, несмотря на то, что являются одними из наиболее трудозатратных, они и самые распространенные.

Самым известным сооружением из рядовой породы является бутовая полоса. Для ее сооружения используется порода от проведения выемочных штреков или от специально проводимых вслед за лавой бутовых штреков. Ограниченная область применения, высокая трудоемкость, значительная усадка — это основные недостатки бутовой полосы. Кроме того, после усадки до 30–45% бутовая полоса начинает работать как целик, выдавливая горные породы в выработку.

Для повышения жесткости породной конструкции предложено применение бутовых полос с жесткими разделительными прокладками между слоями, параллельными основанию. В этом случае может быть создана устойчивая породная конструкция, но с технологической точки зрения ее возведение будет весьма проблематичным.

В ДонНИИ предложен способ охраны выработок с помощью накатных костров, выкладываемых из породных стоек. Данный способ показал достаточную эффективность, но технологически он сложен в реализации, так как требует заполнения породой тканевых емкостей, масса которых превышает санитарные нормы. Этих недостатков лишен способ охраны породными стойками, выкладываемых из мешков с породой (рисунок 1), предложенный сотрудниками ДонНТУ.

Предложен способ охраны бутовой полосой с обрезкой пород кровли поведением бутового штрека и возведения органной крепи и последующим удержанием пород кровли на тумбах из БЖБТ, установленных в шахматном порядке (рисунок 2).

Рисунок 1 — Схема охраны выемочной выработки породной стенкой

Рисунок 2 — Схема возведения бутовой полосы и органной крепи с последующим удержанием пород кровли на тумбах из БЖБТ, установленных в шахматном порядке

Известен способ охраны подготовительных выработок, сохраняемых после прохождения лавы, бутовыми полосами с предварительным распором и одновременной разгрузкой краевой зоны угольного пласта от напряжений при помощи щелей переменной жесткости (рисунок 3). При данном способе бутовая полоса сооружается за счет взрывания и расширения в объеме вследствие этого граничных пород кровли и почвы пласта, а разгрузка массива у краевой части пласта посредством устройства щелей вдоль выработки.

Также известен способ применения взрывной бутовой полосы с последующим ее уплотнением и нагнетанием в уплотненный породный объем скрепляющих растворов. Данное охранное сооружение формируется за счет отбойки пород кровли и перемещения их по специальным полкам к месту его возведения (рисунок 4).

Рисунок 3 — Паспорт охраны штрека лавы бутовыми полосами с предварительным распором и одновременной разгрузкой краевой зоны угольного пласта

Рисунок 4 — Охрана выработки с помощью твердеющей полосы (1 — место отбойки пород кровли, 2 — наклонный полок, 3–5 — гидродомкраты, 6 — опалубка, 7 — насосная установка)

Для охраны выработок на шахте им.В.М.Бажанова применялся способ возведения полос и разреженных железобетонных блоков, при этом со стороны выработанного пространства выкладывалось два сплошных ряда деревянных костров, а со стороны транспортного штрека — стенка из блоков БЖБТ. Пустоты закладывались породой, получаемой от подрывки штрека (рисунок 5). Этот способ показал хорошие результаты с точки зрения обеспечения устойчивости транспортной выработки.

Рисунок 5 — Схема охраны подготовительной выработки разреженными стенками из БЖБТ и заполнением образованных полостей рядовой породой

Предложением ПечорНИИпроекта является использование отработанных автомобильных покрышек с целью экономии древесины и снижения затрат на возведение охранных сооружений. Предлагаемый способ предусматривает укладку старых шин с последующим заполнением образовавшихся пустот кусками породы и угольно-породным штыбом (рисунок 6).

Рисунок 6 — Охрана выработок резино-породными тумбами (1 — стойка предохранительная; 2 — автомобильная шина; 3 — закладочный материал из кусков породы и угольного штыба с опилками)

На ряде шахт Великобритании выкладку охранного сооружения осуществляют подобным образом только в качестве емкости служат мешки. Такие бумажные мешки с проволочной армировкой засыпают породой непосредственно в забое и устраивают из них опорную стенку.

Проведенный анализ указывает на то, что перспективы применения у охранных сооружений из рядовой породы довольно большие, но при условии, если применение данных конструкций позволит исключить недостатки, присущие уже известным способам в данном направлении.

Данные недостатки могут быть решены в том случае, если проектируемые охранные сооружения будут требовать наименьшие затраты труда, что может быть решено только уменьшением объема закладываемой породы. Эффективность применения способа может быть решена только при условии уменьшения податливости конструкции и увеличения ее несущей способности. Для этого возможно применение ограничивающих поверхностей, в том числе гибких разделительных прокладок.

Применение ограничивающих поверхностей попутно также позволит расширить область применения «породных» охранных сооружений для мощностей пласта более 1,5 м.

Список использованной литературы

1. Черняк И.Л. Предотвращение пучения почвы горных выработок. М.: Недра: 1978. — 237 с.

2. Липкович С.М., Костоманов А.И., Касьян Н.Н. и др. Авторский надзор за внедрением рациональных способов охраны подготовительных выработок, предотвращающих пучение почвы: Отчет о НИР (заключительный). ДПИ. Донецк. — 1980. — 64 с

3. Роенко А.Н. Новый подход к исследованию явления пучения пород для обоснования мер борьбы с ним // Уголь Украины. — 1997. №2–3. — С. 20–22.

4. Литвинский Г.Г. Механизм пучения пород почвы подготовительных выработок // Уголь. — 1987. №2. — С. 15–17.

5. Пирский А.А., Стовпник С.Н. Шахтные исследования пучения почвы в выработках Западного Донбасса // Уголь Украины. — 1989. №11. — С. 2–3.