Охрана подземных выработок и сооружений поверхностного комплекса
ОХРАНА ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК — комплекс технических мероприятий, направленный на сохранность выработок в эксплуатационном состоянии в течение требуемого периода.
Различают бесцеликовую охрану горных выработок (наиболее прогрессивный и перспективный способ) и охрану горных выработок на основе природных (угольных, сланцевых и т. п. ) охранных целиков, оставляемых вдоль выработок, а также искусственных ограждений — бутовых полос, деревянных костров или органных крепей и др. , выкладываемых (устанавливаемых) вдоль выработок.
На современных шахтах основные средства охраны горных выработок — природные целики и бутовые полосы (обеспечивают охрану подготовительных выработок на протяжении до 90% их общей длины). Вместе с тем применение охранных целиков связано с возрастанием потерь угля, увеличением объёмов проведения выработок (за счёт удлинения сбоек, печей, просеков), снижением безопасности работ.
В свою очередь, бутовые полосы, деревянные костры и органную крепь отличает малая жёсткость, приводящая к большим смещениям горных пород, к быстрому разрушению крепи выработок. При данных средствах охраны горных выработок задача безремонтного поддержания решается использованием крепей с податливостью 600 -1000 мм с совместными дополнительными мероприятиями по разгрузке массива, проведением выработок вслед за лавой с двусторонними предохранительными породными полосами различной плотности (конвергенция не превышает 60 -70% мощности пласта), разгрузкой массива скважинами, пробуренными по пласту в стенках выработки (снижение конвергенции до 5 раз). Повышение эффективности способов охраны горных выработок на основе искусственных ограждений связывается с механизацией выкладки охранных полос из дешёвых твердеющих материалов, а также нагнетанием укрепляющих растворов в породы.
БЕСЦЕЛИКОВАЯ ОХРАНА — способы обеспечения эксплуатационного состояния подземных горных выработок, проводимых без оставления охранных целиков угля, за счёт специальных мероприятий и крепей. Бесцеликова охрана широко применялась в СССР — около 50% очистных забоев. Сущность бесцеликовой охраны заключается в расположении выработок (преимущественно подготовительных выемочных) в зонах с пониженным горным давлением или на границах этих зон, что создаёт благоприятные условия для их поддержания.
Способы бесцеликовой охраны подготовительных выработок делят на три основных группы. Первая — охрана выработок, поддерживаемых на границе с выработанным пространством для повторного использования , усилением крепи в зоне влияния очистных работ переносными металлическими стойками (трения или гидравлическими), с помощью искусственных ограждений (органные ряды, костры, бутовые полосы, железобетонные блоки и др. ), предварительным ослаблением труднообрушающихся пород кровли впереди лавы буровзрывными работами.
Вторая — способы бесцеликовой охраны выработок, проводимых вприсечку к выработанному пространству с частичным сохранением старой выработки, без оставления целика (рис. , б) или с целиком между ними и лавой шир. до 5 м. Третья — бесцеликовая охрана выработок, проводимых, оформляемых или восстанавливаемых в выработанном пространстве (применяется в ограниченных объёмах преимущественно при сплошной системе разработки).
Способы бесцеликовой охраны зависят от горногеологических и горнотехнических факторов и по относительному объёму применения распределяются: охрана выработок для повторного использования 35%, проводимых вприсечку 35%, оформляемых за лавой 10%, охрана бутовыми полосами 20%. Бесцеликовая охрана повторно используемых выработок (поддерживаемых на границе с выработанным пространством) преимущественно применяется на пластах мощностью до 2 м с любым углом падения, легкообрушающейся кровлей и непучащими или малопучащими (до 1, 3 м) породами почвы.
К горным мерам охраны сооружения относятся: разработка пластов в несколько этапов при Н<250 м и α< 30°, если охраняемый объект обособленный, имеет ограниченные размеры с продольной осью, ориентированной примерно по падению; подработка двумя расходящими забоями в условиях, описанных в пункте 1; подработка забоями, движущимися с заданным опережением в тех же условиях, но при расположении продольной оси объекта диагонально к линии простирания пласта; разработка на неполную мощность пласта, особенно при подработке водных объектов; разработка пласта с закладкой выработанного пространства при подработке населенных пунктов, заводов и водных объектов; разработка пласта камерами с загадкой при Н>100 м, а<30°, если ответственный объект другими мерами охранять невозможно; частичная выемка пласта для охраны объекта, требующего уменьшения ожидаемых деформаций земной поверхности не менее, чем в 2, 5 раза; последовательная разработка пластов с разрывом во времени более продолжительности процесса сдвижения от одного пласта при охране объектов (железные дороги трубопроводы), для которых последствия от первой подработки могут быть полностью ликвидированы.
Охрана горных выработок Способы охраны пластовых штреков зависят как от природных, так и от производственных факторов. При этом необходимо учитывать, что бутовая полоса, целики и краевая часть массива деформируются под воздействием опорного давления в различной степени. Бутовые полосы деформируются значительно интенсивнее, чем массив или целик (величина их деформации достигает 50% вынимаемой мощности пласта). В результате крепь деформируется неравномерно. Поэтому охрана штреков с возведением односторонних бутовых полос допускается только при разработке тонких пластов.
Охрана выработок целиками может применяться при разработке пластов тонких и средней мощности при глубине ведения горных работ до 400— 500 м. При больших глубинах резко возрастают размеры целиков и потери угля. В этих условиях рекомендуется проводить выработки вприсечку к выработанному пространству, т. е, в зоне разгрузки, что позволяет уменьшить смещение почвы и кровли в 5 — 8 раз. Однако проведение выработок по контакту с обрушенными породами может быть рекомендовано и на пологах пластах мощностью более 1, 8 м при любой устойчивости пород кровли и почвы
Выемочные выработки для поддержания позади очистного забоя с целью повторного использования необходимо охранять с помощью специальной крепи или искусственных ограждений: железобетонные тумбы при пластах мощностью менее 1, 5 м при среднеобрушаемых породах кровли и прочных породах почвы; органную крепь — при мощности пласта от 1, 5 до 3, 0 м, костры — при наличии ложной кровли; жесткие полосы из быстротвердеющих материалов — при средне- и труднообрушаемых породах кровли, особенно при необходимости обеспечения изоляции выработанного пространства.
Скачать презентацию Охрана подземных выработок и сооружений поверхностного комплекса
Охрана подземных выработок и сооружений поверхностного комплекса.pptx