Авторы: Соловьев Г.И., Касьяненко, А.Л., Шуляк Я.О., Ляшок Я.А., Куцерубов В.М., Браташ Е.А., Юсипук Ю.А.
Одной из главных задач совершенствования подземной угледобычи в ус- ловиях глубоких шахт остается создание эффективных способов и средств обеспечения устойчивости выемочных выработок, которые обслуживают ком- плексно-механизированные очистные забои, работающие с высокой нагрузкой [1-10].
Опыт ведения горных работ на таких глубоких шахтах, как им. А.А. Ско- чинского, «Октябрьская», им. М.И. Калинина, им. А.Г. Стаханова, «Прогресс», «Шахтерская-Глубокая» и др. показывает, что суммарная трудоемкость работ по ремонту и перекреплению выемочных выработок составляет около 70% общих трудозатрат на их проведение.
В настоящее время на многих глубоких шахтах Донбасса продолжается применение высокозатратных и неэффективных способов охраны и поддержа- ния подготовительных выработок полосами из деревянных клетей из круг- лого леса или шпального бруса в сочетании с чураковыми изоляционными стенками шириной 0,8-1,2 м. Размер клетей в плоскости пласта принимается 1,5 или 2 м, а расстояние между ними по простиранию - 2,4 м. При мощности пласта менее 2 м возводится 1 ряд клетей (рис. 1). Вплотную к крепи выработ- ки возводится чураковая стенка из стоек длиной равной половине мощности пласта, но не менее 0,6 м, затем ряд бутоклетей, а со стороны выработанного пространства – один реже два ряда обрезной органной крепи.
Опыт эксплуатации и инструментальные наблюдения за проявлениями горного давления при данном способе охраны показывают, что вертикальные смещения боковых пород в подготовительных выработках составляют 1,8-4,2 м (при смещениях почвы до 60-75%) [2, 8]. Горизонтальные смещения достигают 1,2-2,8 м, причем боковые смеще- ния со стороны лавы (особенно в транспортных выработках) сопряжены с вы- давливанием в полость выработки ножки арочной крепи, а со стороны массива происходит выдавливание пород кровли по их напластованию с образованием породных складок. Все это приводит к необходимости проведения многократ- ных подрывок пород почвы и перекреплению значительных участков поддер- живаемых выработок. Охрана выработок бутовыми полосами наиболее эффективна при ис- пользовании специального оборудования для ее возведения (заклодочные комплексы «Титан» или барабанные закладочные машины ДЗМ), которое обеспечивает высокую плотность закладки – порядка 0,7-0,75 и способствуют созданию плотных широких породных опор по бровкам поддерживаемых вы- работок [2, 5, 9,10]. Ширина бутовых полос обусловлена выходом породы от проведения штреков и определяется расчетом. Однако на практике из-за нехватки оборудования и сложности организа- ции работ в основном применяется ручной или механический способ возведе- ния бутовых полос скреперными закладочными устройствами ЗУ-1 или ЗУ-2, которые не обеспечивают эффективного поддержания выработок из-за значи- тельного проседания подработанного массива, которое составляет по данным ДонУГИ до (0,6-0,8) mпл.
На шахте «Шахтерская-Глубокая» имеется опыт эффективного примене- ния бутовых полос для охраны вентиляционного штрека 2-й восточной лавы восточного блока пласта h8. Бутовая полоса шириной 12 м возводилась закла- дочным комплексом «Титан» из породы от проведения вентиляционного штрека, проводимого на расстоянии 6-8 м вслед за лавой. Проведение выра- ботки осуществлялось проходческим комбайном ГПКС с нижней подрывкой пород почвы. Порода от проведения выработки с помощью скребкового кон- вейера-перегружателя транспортировалась в дробилку закладочного комплек- са, откуда сжатым воздухом по трубам диаметром 0,15 м подавалась к месту закладки. Для обеспечения эффективного выполнения закладочных работ на 8- ми крайних секциях механизированного комплекса КД-80 были установлены обратные консоли. Бутовая полоса снизу по падению пласта ограничивалась двухрядной органной крепью. На выходе дробленой породы из закладочного трубопоровода она орошалась струей воды, что снижало пылеобразование и обеспечивало более плотную упаковку влажных породных отдельностей в бу- товой полосе. Смещения боковых пород в вентиляционном штреке за весь период его эксплуатации не превысили технологической податливости трехзвенной ароч- ной крепи КМП-А3-11,2 .