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
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