Файл: Воскобоев, Ф. Н. Управление горным давлением при разработке тонких и средней мощности крутых пластов в сложных горногеологических условиях.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 01.11.2024

Просмотров: 49

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Как видно из вышеизложенного,

горногеологические

ус­

ловия месторождений крутого и крутонаклонного ^более

37°)

падения характеризуются большей

сложностью по сравнению

с пологими по целому ряду определяющих факторов. В

свя­

зи с этим целесообразна разработка классификационных при­ знаков по степени сложности отдельно для пологих, наклон­ ных, крутых и крутонаклонньтх пластов.

Дифференцированный подход можно обосновать тем, что абсолютное большинство условий крутого падения следует отнести к сложным, а также тем, что сам по себе угол па­

дения, когда его величина превышает 35°, является

факто­

ром, осложняющим решение вопросов

комплексной

механи­

зации очистных

работ.

 

 

 

Основываясь

на материалах [30,

31, 32, Зз] ,

относя­

щихся к характеристике сложности

горногеологических ус­

ловий залегания при разработке угольных пластов

подзем­

ным способом,

можно характеризовать

сложные

условия

угольных пластов крутого падения следующими факторами и их количественными показателями:

1. Мощность пласта менее 0,6 мх' . В этих условиях воз­ никают технически непреодолимые или весьма большие труд­

ности, связанные с созданием и размещением

гидрофициро-

ванных механизированных

крепей, усложняются условия эк­

сплуатации оборудования

и условия

работы

обслуживающего

персонала.

 

 

 

-

 

2.

Колебания

мощности пластов

- более

15%.

3.

Колебания

углов падения пласта - более - 5°, а ради­

усы кривизны линии простирания -

менее 300

м.

4.Неустойчивые или труднообрушаемые кровли, интен­ сивные проявления вторичных осадок кровли.

5.Слабые или склонные к сползанию породы почвы.

6.Тектонические нарушения дизьюнктивного типа с ам­ плитудой сброса более ± 15%, средней мощности, плотностью

более 10-15 шт/км^.

х' Граничные количественные параметры относятся к слож­ ным условиям.

21


7. Размеры участка по простиранию между смежными непереходимыми тектоническими нарушениями менее 70 мх^.

8.Локальные геологические нарушения, на площади раз­ мещения которых имеются слабые неустойчивые породы.

9.Опасность по внезапным выбросам угля и газа, гор­ ным ударам.

Каждый из перечисленных факторов

ограничивает опре­

деленную область сложных условий и не

исключает отнесе­

ние к сложным Других условий по остальным перечисленным факторам.

К технологическим схемам выемки и средствам комплек­

сной механизации в сложных горногеологических

условиях

предъявляются следующие общие требования:

 

максимальная безопасность работ, необходимая

технико­

экономическая эффективность;

 

простота, надежность в работе, облегченность,

меньшая

(по сравнению с гидрофицированными агрегатами,

предназ­

наченными для работы в длинных очистных забоях) перво­

начальная стоимость и возможность дистанционного

управ­

ления забойными механизмами.

 

 

Ориентировочные подсчеты показывают, что сложные ус­

ловия залегания имеют около 70% тонких и средней

мощно­

сти крутых угольных пластов.

 

 

Учитывая многообразие горногеологических

условий за­

легания пластов крутого падения, целесообразно

 

сначала

разработать ряд способов управления горным

давлением

для всего диапазона сложных горногеологических

условий,

каждый из которых является эффективным, в некоторой уз­ кой области; затем в процессе промышленных испытаний числоспособов должно сократиться за счет отбора наибо­ лее гибких, каждый из которых будет охватывать более ши­ рокий диапазон горногеологических условий.

х) Этот параметр определен из того условия, что для ме­ ханизированных поддерживающе-оградительных крепей,

работающих в длинных очистных забоях-лавах экономи­ чески выгодные размеры выемочного участка между смежными нарушениями находятся в среднем за преде­ лами 200-300 м, а для щитовых крепей ( полосы по па­ дению) - более 70 м.

22


УПРАВЛЕНИЕ ГОРНЫМ ДАВЛЕНИЕМ ПРИ РАЗРАБОТКЕ МАЛОМОЩНЫХ (МЕНЕЕ 0,6 м)

УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ СТОЛБАМИ ПО ПРОСТИРАНИЮ С ПРИМЕНЕНИЕМ КРЕПИ

Исследования, способствующие освоению безлюдных спо­

собов разработки весьма тонких

крутых пластов (0 ,3 -0 ,6 м ),

выполняются В НИМИ совместно

с Донгипроуглемашем и

ДонУГИ на шахтах Донбасса . При разработке таких пластов открывается не только возможность использования допол­ нительного источника высококачественных коксующихся уг­ лей ( из весьма тонких пластов нерабочей мощности может быть получено около 25-30% добычи, получаемой в настоя­ щее время из пластов рабочей мощности) , но и существен­

ного расширения области использования защитной

выемки -

единственного радикального средства борьбы

с

динамичес­

кими проявлениями горного давления (горные

удары,

вы­

бросы угля и породы).

 

 

 

 

 

По техническим условиям, разработанным

 

ВНИМЙ

и

ДонУГИ, Донгипроуглемашем выполнены проекты

 

двух

тех­

нологических схем, предусматривающих разработку

весьма

тонких пластов длинными очистными забоями

-

лавами

по

простиранию с применением дистанционно управляемого обо­ рудования, обеспечивающего выполнение всех операций в очистном забое по выемке, креплению и управлению горным

давлением. В одной из схем (для пластов

с

кровлями,

склонными к плавному опусканию) в

качестве средств

уп­

равления горным давлением

предполагается

применение об­

легченных механизированных

ограждений

(рис.

2),

во

вто­

рой - ( при беспорядочном характере

обрушения)

применение

стационарных дистанционно-устанавливаемых

клиновых

кре­

пей (рис. 3).

 

 

 

 

 

 

 

Основными положениями технических

условий

являются

следующие.

 

 

 

 

 

 

 

1. Выемка угля по всей площади должна

производиться

без оставления каких-либо целиков в

выработанном

прост­

ранстве и вблизи подготовительных выработок.

 

 

 

2. Для управления горным давлением на пластах

с

ус­

тойчивыми боковыми породами, способными

к плавному сбли­

жению, необходимо и достаточно применение распорно-огра­ дительных конструкций, выполняющих функции ограждения

23


рабочего

пространства от местных обрушений

и перепуска

пород и направленной доставки полезного ископаемого.

 

3.

Для создания более

благоприятных

условий

работы

механизированных ограждений,

снижения их металлоемкости

и мощностей подвесного оборудования рекомендуется

рас­

полагать

очистной забой наклонно в сторону

выработанного

пространства под углом, равным или близким

углу естест­

венного

откоса обрушенных (перепущенных) пород.4

 

Рис. 2. Схема передвижной распорно-оградительной крепи

 

для безлюдной разработки угольных пластов

 

 

мощностью

менее 0,6 м:

 

ка­

1 - активный выемочный орган; 2 - секция крепи; 3 -

натно-роликовая система; 4

- приводные и

направляющие

средства; 5 - плоские фиксирующие и прижимные канаты

4.

Струговые установки

статического

типа с

гибкой

связью при отсутствии жесткой направляющей базы являют­ ся неэффективными средствами выемки на пластах с углями средней крепости и крепкими. Их применение неминуемо обу­

словливает криволинейную форму забоя, что

предопределяет

нерациональные

условия управления горным

давлением. По­

этому необходимо создавать

и внедрять активные выемоч­

ные средства -

динамические

струги или

узкозахватные

24

 

 

 


комбайны, дающие возможность более эффективно управлять конфигурацией очистного забоя при разработке пластов с крепкими углями.

Рис. 3. Общий вид механизированного

в

дистанционно управляемого

комплекса

очистном забое для разработки маломощных угольных пластов:

_ 1 - комбайн; 2 - крепеукладчик; 3 - клиновая крепь

В настоящее время к промышленному внедрению принята схема выемки с применением узкозахватного комбайна и дистанционно устанавливаемой стационарной клиновой дере­ вянной крепи (см . рис. 3). Механизированный комплекс со­ стоит из активного выемочного органа.- узкозахватного, дистанционно .управляемого комбайна типа, например, КПСК конструкции Донгипроуглемаша или "Малыш" конструкции комбината "Артемуголь" и крепеукладчика клиновых крепей.

Указанные конструкции комбайна флангового типа имеют глубину захвата выемочного органа от 0,4 до 0,9 м. При до­ стижении определенной, допустимой для данных условий пло­ щади обнажения производится установка клиновой крепи крепеукладчиком. Для этого в обойму крепеукладчика на вен­ тиляционном штреке укладывается пара клиньев в раздвину-

25

том состоянии так, чтобы габаритный размер

по высоте

был менее минимальной мощности пласта на

определенную

заданную величину. Крепеукладчик под действием собствен­

ного веса

или с помощью

хвостового каната

опускается

на

лебедке в

заданное место

забоя и устанавливает

клиновую

крепь следующим образом.

Платформа крепеукладчика -

без

дна, имеет

гидравлические

захваты, которые

удерживают от

сползания

нижний клин. Верхний клин с помощью

пневмо-

или гидродомкрата, установленного на платформе, расклини­

вается с определенным усилием распора

между

боковыми

породами (2 -3 т ), после чего захваты,

удерживающие ниж­

ний клин, автоматически раскрываются,

давая

возможность

поднять крепеукладчик на вентиляционный штрек для. повто­ рения производственного цикла.

Первое предложение о применении дистанционно

устанав­

ливаемых клиновых крепей для крепления очистных

вырабо­

ток при безлюдной разработке маломощных

(менее

1

м)

угольных пластов в СССР приведено в работе [35]

.

В

ра­

боте

[Зб] освещаются вопросы по созданию

оборудования

для

дистанционного возведения клиновой крепи в

очистных

забоях крутого и крутонаклонного падения

(более 35°)

 

при

выемке угля таранными или струго-таранными установками.

Конечной целью

этих

исследований

является

отработка

тех­

нологии выемки

таких

пластов без

присутствия

в

очи­

стном забое. Оборудование было испытано

сначала

на

мо­

дели в виде макета в уменьшенном размере, а затем

в про­

изводственных условиях. Были получены результаты,

под­

тверждающие правильность принципиальных решений,

реали­

зованных в конструкции, и вскрыт ряд недостатков. Полага­

ют, что данное оборудование может работать

на пластах

с

углом падения

15° и выше и

мощностью свыше

0,3 м.Вер­

хняя граница применения по мощности не

определена.

В

настоящее время

конструкция

находится в стадии

доработки.

В ДонУГИ £37J с 1966 г.

ведутся работы

по

созданию

так называемых

опускных клиновых крепей для

применения

в комплексе со стругом СДБ, разработанным ДонУГИ. Кре­ пи испытаны в лабораторных и шахтных условиях. В настой ящее время ведутся работы по подготовке опытной партии крепей для испытания в производственных условиях. Крепь ДонУГИ изготавливается из бетонных клиньев.Предваритель­ ный технико-экономический анализ показал, что бетонная

26