Ремонт горных выработок
Ремонтом горных выработок называют работы по увеличению сечения выработки до размеров, соответствующих Правилам безопасности и паспорту крепления, по исправлению деформированной крепи, рельсового пути и водоотводной канавки.
В зависимости от характера и объема работ различают следующие виды ремонта:
текущий (частичный) ремонт – при котором заменяют отдельныеполоманныерамыилиихэлементы, заделывают трещины и небольшие вывалы в бетонной и железобетонных крепях, ремонтируют рельсовый путь, производят очистку выработок от грязи, ремонт и очистку водоотводной канавки;
средний ремонт (ремонт средней сложности) – предусматривает замену крепи на отдельных участках горных выработок, установку промежуточных рам, замену отдельных звеньев рельсовых путей без поддирки почвы;
капитальный ремонт (перекрепление) – при котором производится сплошная перекрепка выработки на большой протяженности с присечкой и выпуском пород, а также поддирка почвы с перестилкой рельсовых путей и взятием новой водотливной канавки.
Состав работ при установке промежуточных рам крепи практически ничем не отличается от возведения крепи при проведении горной выработки.
Извлечение и замена крепи производятся только после установки дополнительных конструкций (дополнительных средних стоек, прогонов, подхватных кругов и др.), обеспечивающих устойчивость рамы крепи на время ремонтных работ.
Восстановление горных выработок
Восстановление выработок включает работы по ликвидации завалов (погрузка обрушенной породы, заделка вывалов) и восстановлению крепи согласно разработанному проекту или паспорту восстановления.
Состав работ при восстановлении выработок включает:
разборку завала и отгрузку горной массы;
извлечение элементов старой (деформированной или разрушенной) крепи с выпуском породы (не более двух рам одновременно);
установку временной крепи;
заполнение (крепление) свода за пределами проектного сечения выработки (купола);
установку постоянной крепи;
перетяжку выработки;
восстановление рельсового пути, водоотливной канавки, коммуникаций, ППС и т.д.
Разборка завалов и восстановление выработок производят по следующим схемам:
с полным выпуском обрушенной породы и последующей закладкой образовавшихся пустот (куполов);
с частичным выпуском породы, когда основную часть породы за проектным контуром выработки оставляют внутри вывала;
с предварительным заполнением пустоты вывала и упрочнением обрушенных пород цементно-песчаным или другими растворами.
На практике чаще всего используют схемы с полным и частичным выпуском породы.
По схеме с полным выпуском по мере выдачи обрушившейся породы выработку крепят усиленной крепью с укладкой на ней костров или зону обрушения закладывают цементно-песчаным раствором, крепят распорной крепью, накатником и т.д. Во всех случаях, прежде чем начать работы по разборке завала, усиливают крепь по обеим сторонам от завала дополнительными рамами, прогонами или временными стойками. Работа непосредственно в пустоте вывала ведется под защитой временной крепи.
Восстановление выработок с полным выпуском породы целесообразно производить при высоте обрушения пород до 2 м.
Схему с частичным выпуском породы обычно применяют при завалах большой протяженности и высоте обрушения пород более 2 м, что чаще встречается в слабых породах. Обрушенную породу вынимают только в пределах площади поперечного сечения выработки, а остальную часть поддерживают опережающей забивной и вновь установленной постоянной крепью. В качестве забивной крепи используют доски толщиной более 50 мм, старые рельсы, арматурные стержни, буровые штанги, трубы, подхваты ПП-3,5 и т.д. Стержни забивают кувалдами под углом 20-250 к горизонтальной плоскости. Под защитой забивной крепи производят отгрузку породы и возведение постоянной крепи.
Работы по ремонту крепи и восстановлению горных выработок, как правило, выполняются специализированным участком ремонтно-восстановительных работ (РВУ). Ремонтные звенья могут также включаться в состав участков, эксплуатирующих магистральные горные выработки.
Извлечение и повторное использование крепи
Извлечение крепи производится по специальному проекту или паспорту, разработанному и согласованному в установленном порядке.
Согласно ПБ, запрещается извлечение крепи из вертикальных и наклонных выработок (с углом наклона более 30о), кроме особых случаев по спецпроектам.
В наклонных выработках (с углом наклона 15-30о) крепь извлекается только снизу вверх. Проветривание погашаемой выработки может осуществляться как за счет ВМП, так и за счет общешахтной депрессии, в том числе с отводом или подводом струи через завал.
Для извлечения крепи из погашенных выработок основного направления применяют шахтные тихоходные электрические и пневматические лебедки и спецмашины в подготовительных выработках, погашаемых по мере подвигания очистного забоя. К ним относятся тихоходные лебедки типа ЛВД и ЛПР, домкраты (гидростойки типа ГС), ручные лебедки, различные гидравлические и механические тяговые устройства.
В зависимости от нагрузки на крепь, ее состояния и площади поперечного сечения применяют следующие способы извлечения арочной и трапециевидной металлокрепи:
установка средней стойки под верхняк, извлечение стоек по отдельности, извлечение верхняка;
установка средней стойки под верхняк, извлечение одной стойки, извлечение верхняка и второй стойки одновременно;
извлечение рамы крепи целиком (в ненагруженных выработках небольшого сечения).
Для механизированного извлечения металлокрепи и рельсовых путей используются специализированные машины МИК-3 и КИМ, машина для извлечения рамной крепи горизонтальных и наклонных выработок
Содержание, ремонт и ликвидация горных выработок
Техническое состояние горизонтальных и наклонных выработок должны проверятьсядолжностнымилицамиучастков, в ведении которых они находятся: горными мастерами участков - ежесменно, начальниками или заместителями (помощниками) начальников участков - ежесуточно, горными мастерами участков ВТБ - при контроле ими состояния рудничной атмосферы.
К нарушениям технического состояния крепи относятся: наличие заколов и пересекающихся трещин в монолитной бетонной или железобетонной крепи (эти нарушения особо опасны, так как обрушение хрупко разрушающегося бетона происходит практически мгновенно); деформация в виде выполаживания сборной железобетонной или блочной крепи (при этом смежные соединения - шарниры выходят на одну прямую линию, образуя мгновенно изменяемую систему, и сборная крепь теряет свою устойчивость; деформация сегментов металлической крепи из спецпрофиля, разрыв хомутов замковых соединений (обычно такие нарушения являются следствием несоблюдения требований к установке металлической крепи, заключающееся в отсутствии специальной расклинки в районе замковых соединений, при этом крепь не работает в податливом режиме и деформируется); деформация затяжек, в результате чего они не выполняют ограждающих функций; разрушение породы под опорной шайбой анкерной крепи, в результате чего уменьшается натяжение штанги и нарушается условие равновесия горного массива и анкерной крепи, происходит срыв натяжной гайки анкерной крепи при ее перегрузке и недостаточное натяжение штанги, снижающее ее работоспособность; поломы ножек и верхняков деревянной крепи.
Перекрепление (ремонт) выработки с целью замены крепи, пришедшей в негодность, увеличения ее поперечного сечения, устранения пучения почвы и связанный с этим ремонт рельсового пути и др. должно производиться по паспорту, утвержденному главным инженером шахты, с которым знакомят под расписку горных мастеров и рабочих. При этом перекрепление сопряжений штреков с квершлагами, бремсбергами, уклонами, камерами, ходками должно производиться в присутствии сменного руководителя работ на участке.
Работы по перекреплению выработки должны вестись от ствола или от исправных выработок, связанных со стволом, чтобы обеспечивался безопасный выход работающих в случае завала.
Как правило, ремонт крепи требует ее полного или частичного извлечения, сопровождающегося выпуском породы. При этом нарушается равновесие, установившееся со временем между крепью и вмещающим выработку горным массивом, породы снова приходят в движение и могут вызвать повторные деформации ремонтированной или замененной крепи, а существенное уменьшение плотности крепи может привести к обрушению массива.
Поэтому допускается повременное удаление только двух рам (арок) крепи, требуется тщательное заполнение (забучивание) пустот за крепью, а в связи с потерей устойчивости рам (арок), находящихся впереди и сзади удаляемых, - обязательная их расшивка и усиление распорками или стойками.
При перекреплении горизонтальных выработок с электровозной откаткой должны быть выставлены световые сигналы на расстоянии длины тормозного пути, но не менее 80 м в обе стороны от места работ.
Перекрепление наклонных откаточных выработок при бесконечной откатке разрешается производить только при освобожденном от вагонеток канате. Допускается оставлять вагонетки, предназначенные для ремонта выработки, при условииихнадежногозакрепления, а в выработках с концевой канатной откаткой, кроме того, прикрепления их к тяговому канату.
Работы по ликвидации завалов в очистных и подготовительных выработках (независимо от размера завала по длине выработки) должны производиться в соответствии со специальными мероприятиями, утвержденными главным инженером шахты. Места завалов наносятся на планы горных выработок.
При проведении ремонтных работ в вертикальных и наклонных выработках запрещается подъем (спуск) и передвижение по ним людей, не занятых на ремонте. Запрещается одновременно производить ремонтные работы в указанных выработках более чем в одном месте, за исключением выработок с углом наклона до 18°. При спуске и подъеме грузов должна быть сигнализация от лиц, принимающих груз, к рукоятчику-сигналисту или машинисту подъемной установки.
Крепь и армировка вертикальных, наклонных (свыше 45°) стволов и скважин, оборудованных подъемными установками, должны осматриваться ежесуточно - специально назначенными лицами, раз в неделю - механиком подъема, не реже одного раза в месяц - главным механиком и одного раза в квартал - главным инженером шахты.
Крепь наклонных (до 45°) стволов ежесменно осматривается горными мастерами, ежесуточно - начальниками участков или их заместителями (помощниками), в ведении которых находятся выработки, и один раз в квартал - главным инженером шахты. Результаты осмотра и принимаемые меры по устранению нарушений заносятся проверяющими в Книгу осмотра стволов шахт.
В период строительства (реконструкции) шахты крепь и армировка стволов при их проходке, углубке и эксплуатации должны осматриваться начальником или главным инженером шахтопроходческого (шахтостроительного) управления не реже одного раза в месяц. Кроме того, армировка должна осматриваться главным или старшим механиком не реже двух раз в месяц, а механиком подъема - не реже одного раза в неделю.
В проектах строительства главных стволов шахт должно быть предусмотрено наблюдение за состоянием крепи в процессе строительства с помощью контрольно-измерительных устройств. Наблюдение за состоянием крепи возлагается на маркшейдерскую службу организации, осуществляющую строительство. В вертикальных стволах не реже чем один раз в два года должны производиться замер зазоров и профильная съемка армировки.
В проекте по ремонту ствола должно предусматриваться перекрытие ствола ниже места ремонта предохранительным полком, исключающим падение в ствол кусков породы, элементов крепи, армировки и инструментов; перекрытие ствола на высоте не более 5 м от места работы для защиты работающих от случайно падающих сверху предметов; производство работ с укрепленного неподвижного или подвесного полка (с этого полка до полка лестничного отделения должна быть подвесная лестница, работающие по ремонту ствола должны использовать предохранительные пояса).
При производстве каких-либо работ в зумпфе движение подъемных сосудов по стволу полностью прекращается, а работающие в зумпфе должны быть защищены от случайного падения предметов сверху.
Погашение выработок должно производиться по проекту, утвержденному главным инженером шахты, предусматривающему применение механизмов для извлечения крепи.
Извлечение крепи из горизонтальных и наклонных выработок с углами наклона до 15° должно осуществляться с погашением выработки в направлении, имеющем выход к стволу шахты. Извлечение крепи в наклонных выработках с углом наклона от 15° до 30° производится только в направлении снизу вверх. Извлечение крепи из стволов и других вертикальных выработок, а также из наклонных выработок с углом наклона более 30° не допускается.
Ликвидация шахт должна производиться по проектам в соответствии с требованиями Инструкции о порядке ликвидации и консервации предприятий по добыче полезных ископаемых. При разработке проектов ликвидации шахт предусматриваются мероприятия по предотвращению возможного проникновения на поверхность метана и других газов; предупреждению сдвижения земной поверхности после ликвидации шахты; оценка опасности и предотвращения заражения токсическими веществами атмосферы, поверхностных вод и соседних шахт; оценка опасности и предотвращения возможности подтопления земной поверхности и соседних шахт.
Ликвидируемые вертикальные горные выработки, имеющие выход на поверхность (стволы, шурфы и скважины диаметром 200 мм и более), должны полностью засыпаться негорючими, нетоксичными материалами (кроме глины), а затем перекрываться железобетонными полками. На время ликвидации выработок устья их должны ограждаться.
Устья ликвидируемых наклонных выработок, имеющихвыходназемнуюповерхность, должны быть закрыты не менее чем двумя кирпичными, каменными или бетонными перемычками, без извлечения крепи между перемычками и засыпкой участка между ними негорючими и нетоксичными материалами.
Устья ликвидируемых выработок должны быть ограждены водоотводными канавами, а при необходимости принимаются дополнительные меры против затопления действующих горных выработок.
Ликвидированные горные выработки должны быть своевременно отражены на планах горных работ.
Ремонтом горной выработки называют работы по исправлению деформированной крепи, расширение сечения выработки, исправление профиля пути и его параметров, исправление водоотливной канавки.
Различают следующие виды ремонта: текущий (частичный), средний, капитальный и восстановление выработки (ликвидация завалов).
При текущем ремонте заменяют отдельные поломанные или деформированные рамы крепи или их элементы, затяжка, заделывают трещины или небольшие вывалы в монолитной крепи, выработки очищают от грязи, подсыпают балласт, устраняют дефекты рельсового пути, ремонтируют и очищают водоотливные канавки.
Способы частичного ремонта деревянной крепи.
|
|
а – для замены сломанного верхняка стойки ремонтируемой рамы сшивают досками 2 со стойками соседних рам или подпирают их специальными упорами – вилками 1;
б - в неустойчивых породах сломанный верхняк заменяют под защитой забивной крепи;
в- при замене обеих стоек под верхняк подбивают две временные стойки 3(или ВК-7), а затем сломанные стойки заменяют новыми;
г- при замене одной сломанной стойки – одну временную стойку 3;
д- если установка временной стойки мешает движению транспорта – один конец лома 5 заводят под верхняк соседней рамы, а другой поднимают и прикрепляют скобой 4 к стойке ближайшей рамы;
е- если нужно заменить несколько стоек в соседних рамах – то верхняки ремонтируемых рам поддерживают временными стойками, подбитыми под прогон 6;
ж- для замены лежня в полной крепежной раме под верхняк ремонтируемой рамы устанавливают два коротких продольных прогона 6, опирающийся на временные стойки 3, затем временно удаляют стойки рамы, извлекают поломанный лежень, укладывают новый, устанавливают постоянные стойки, убирают короткие прогоны и расклинивают раму.
|
Негодные затяжки удаляют по одной, чтобы не допустить вывала породы. Заводят новые, забучивают пустоты.
Ремонт металлической крепи производят аналогично.
В бетонной крепи заделывают трещины и заменяют небольшие участки. Сильно деформированные участки удаляют и образовавшиеся окна заделывают бетоном или железобетоном.
При ремонте рельсового пути подтягивают болты на стыках, заменяют часть рельс, стрелок, шпал, перебивают костыли.
При среднем ремонте производят замену рам, установку промежуточных рам (арок), а так же поддирку почвы без перестилки рельсового пути.
При капитальном ремонте производят сплошную замену крепи, расширение поперечного сечения выработки, поддирку почвы с перестилкой рельсового пути, восстановление или проведение новой водосточной канавки. При замене удаляют струю крепь, выпускают породу, грузят её в вагонетки и устанавливают новую крепь. Если производят подрывку породы, то применят отбойные молотки, БВР, комбайны, поддирочные машины.
Все текущие ремонтные работы должны проводиться согласно мероприятий и правил безопасности.
Все остальные виды ремонта должны проводиться в соответствии с паспортом ремонта.
|
Поддирочная машина PSU 9000
|
|
Поддирочная машина ПМ 1100
|
Меры безопасности.
Работы, связанные с ремонтом выработки, ремонтом крепи или перекрепке сопряжений выполняют не менее двух рабочих, которые должны быть ознакомлены под роспись с паспортом перекрепления выработки. Начинать работы необходимо в присутствии лица технического надзора.
Крепильщики должны осмотреть рабочее место, проверить качество вентиляции, замерить газ метан. При ремонтных работах в выработках с локомотивной откаткой должны быть выставлены световые сигналы и предупреждающие знаки «Ремонтные работы» на расстояниитормозногопути, но не менее 80м в обе стороны от места работы.
Кабели и трубопроводы должны быть отсоединены от элементов крепи, уложены на почву и закрыты специальными настилами, чтобы предохранить их от механических повреждений.
В наклонных выработках, оборудованных бесконечной откаткой, ремонт крепи выполняется только после освобождения каната от вагонеток. Допускается оставлять вагонетки, предназначенные для ремонта, при условии их надежного закрепления, а в выработках с концевой откаткой, кроме того – прикрепления их к тяговому канату.
При оборудовании выработок конвейером должны быть приняты меры против случайного включения его в работу.
При угле наклона выработки свыше 18 градусов запрещается выполнять ремонтные работы более чем в одном пункте по её длине.
При проведении ремонтных работ в стволах, уклонах, бремсбергах запрещается подъем и перемещение по ним людей, не занятых на ремонте.
На каждую выработку составляется документ (паспорт), который представляет собой журнал, содержащий все данные о ремонте выработки, объемах и времени выполнения.
Паспорт ремонта состоит из пояснительной записки и графической части.
В пояснительной записке указывают виды нарушений, подлежащих ремонту, причины их вызвавшие, описывают организацию труда и вопросы техники безопасности, приводят расчет трудоемкости и стоимостных показателей выполняемых работ. Особо выделяют мероприятия, направленные на предупреждение развития нарушений крепи и породных обнажений в период выполнения ремонта. Указываются меры контроля. При необходимости выпуска породы и образования пустот обосновывают порядок работ, выполняемых при этом.
В графической части показывают сечение и разрез проектной выработки и указывают основные размеры и особенности применяемой крепи. Обязательно показывают характер нарушенности крепи и породных обнажений с размерами смещений и прогибов крепи, трещин, вывалов и пр. В графической части необходимо показать усиления отдельных элементов ремонтируемого участка и смежных с ним. В графической части должны быть представлены график организации работ и основные технико – экономические показатели.
Паспорт ремонта согласовывают и утверждают в установленном порядке. Все лица, занятые на этих работах должны быть ознакомлены с паспортом под роспись.
После выполнения ремонтных работ паспорт ремонта сохраняют как приложение к паспорту данной выработки.
Восстановление горных выработок.
Восстановление выработок производят после завалов, происшедших по разным причинам. Перед тем как начать работу по разборке завала, необходимо установить его размеры и на границе завала отремонтировать или усилить крепь, для того, чтобы не допустить его дальнейшего распространения. Применяют два способа восстановления выработок: с выпуском породы из зоны завала и без выпуска.
Схема восстановления выработок
|
|
В местах заколов в кровле установить дополнительные стойки или распорки
(Рис а) 1, в сводах выложить деревянные костры 2.
Работы по выпуску породы осуществляют под защитой крепи (Рис б), состоящей из бревен длиной 3-5м, уложенных одними концами на ранее установленную крепь, а другими - на обрушенную породу. Применяют также передвижные щиты – платформы (Рис10-2в), состоящие из тележки 1, ручной лебедки 2, предохранительного перекрытия 3, четырех гидравлических стоек 4 и перегружателя 5. По мере уборки породы и установки крепи щит- платформу передвигают.
При высоте свода обрушения до 2м выкладывают деревянные костры, при 2-5м устанавливают распорную многоярусную крепь, при большей высоте – укладывают 3-5 рядов накатника из бревен с насыпкой сверху породы (1-1,5м).
Восстановление выработки с выпуском породы применяют при завалах длиной до 50м. Если завалы более обширные – целесообразно пройти новую выработку.
Восстановление выработок без выпуска породы применяют при завалах большой протяженности и значительной высоты. Обрушенную породу вынимают только в пределах сечения выработки, а остальную породу удерживают, применяя забивную крепь или проходческие щиты.
При возведении забивной крепи (Рис г,д) у забоя устанавливают раму 1, оставляя зазор между верхняком и кровлей, в который забивают клинья 3. когда клинья будут забиты на половину своей длинны , устанавливают промежуточную раму 2, которая служит опорой для кольев. После этого колья забивают на всю длину. Затем под защитой кольев убирают породу. После уборки породы заводят вспомогательный верхняк 4, под который снова устанавливают раму на той высоте, что и раму 1. В промежуток между её верхняком и верхняком 4 забиваюткольянаполовинуихдлины, устанавливают новую промежуточную раму и т.д.
Вместо деревянных кольев могут использоваться металлические клинья.
Для восстановления выработки составляется паспорт (проект) восстановления выработки, который должен быть подготовлен и утвержден за 5 дней до начала восстановительных работ. В паспорте обязательно предусматривают мероприятия, направленные на предупреждение развитие деформаций при ведении работ по разбору завала ( восстановлению выработки). Все лица, которые будут заняты на восстановительных работах, должны быть ознакомлены с паспортом работ и готовить необходимые материалы и оборудование для проведения восстановительных работ.
Погашение выработок.
Погашение выработок – ликвидация горных выработок надобность в которых полностью отпала. Ликвидируемые выработки должны быть изолированы от действующих, а оборудование, крепь, рельсы, трубы – демонтированы для повторного использования, если это экономически целесообразно. Извлечение крепи является сложной и опасной операцией, так как возможно обрушение пород. Поэтому допускается извлечение крепи только механизированным способом с безопасного расстояния и в присутствии лица технического надзора. Применяются специальные машины МИК-2М, МИК-3, КИМ, МРА-1; различные лебедки, которые устанавливаются на расстоянии не менее 8м от участка погашения. В выработках с углом наклона от 15 – 30 градусов извлекать крепь разрешается только снизу вверх, а свыше 30 градусов крепь не извлекают.
Устья выработок изолируют перемычками.
Погашение выработок проводится по специальному паспорту, который составляют и утверждают в установленном порядке. Он предусматривает: средства механизации, организацию работ, безопасное их ведение, контроль за выполнением работ, необходимые мероприятия по предупреждению обрушений и самопроизвольного погашения выработок.
Все работы по погашению выработки ведутся в присутствии лица технического надзора.
основные физико-механические свойства пород.
Основными свойствами породы являются: плотность, твердость, вязкость, упругость, пластичность, крепость, слоистость, трещеноватость, влагоемкость, ползучесть, кливаж, разрыхляемость, угол естественного откоса, угол внутреннего трения и др.
Плотность — масса единицы объема породы со всеми содержащимися в ее порах жидкостями и газами.
Твердость — сопротивление породы внедрению в нее острого инструмента (оказывает большое влияние на процесс разрушения породы режущим инструментом).
Вязкость — сопротивляемость породы отделению от массива некоторой ее части.
Упругость — способность проявлять упругие деформации (возвращаться к Пластичность — свойство породы изменять свою форму без разрушения, прежней форме и размерам после прекращения действия сил).
Крепость— сопротивляемость механическим воздействиям (характеризуется величиной сил, при которых порода разрушается).
Слоистость — наличие в породах слоев, мало или совершенно не связанных между собой.
Трещиноватость — наличие в породе трещин, возникших при тектонических процессах или в результате ведения горных работ. По слоям и трещинам порода более легко отделяется от массива, следовательно, вынимать такие породы легче, но устойчивость их меньше и они создают большее горное давление.
Влагоемкость— свойство породы поглощать и удерживать воду.
Ползучесть — непрерывное во времени развитие деформаций в породах при постоянной нагрузке.
Кливаж— делимость породы по системе мелких субпараллельных плоскостей тектонического происхождения. Кливаж ослабляет породу, облегчает выемку ее, но усложняет управление горным давлением.
Разрыхляемость— свойство породы увеличиваться в объеме при добыче по сравнению с объемом ее в массиве.
Характеризуется разрыхляемость коэффициентом разрыхления. Кр=Vр/Vм, где VР — объем разрыхленной породы, м3; Vм— объем той же породы в массиве, м3.
Коэффициент разрыхления зависит от состава, строения, крепости, кусковатости породы, он равен 1,1—2,2.
Угол естественного откоса — наибольший угол, который может быть образован откосом свободно насыпанной горной массы в состоянии равновесия с горизонтальной плоскостью. Он зависит от кусковатости и форм частиц породы, шероховатости их поверхности, а также от плотности и влажности породы. Величина угла естественного откоса равна 10—12° для торфа, песка и 40—50° для мокрого суглинка, глины, угля.
Угол внутреннего трения — угол, тангенс которого равен коэффициенту внутреннего трения сыпучей породы или коэффициенту крепости породы в массиве по шкале проф. М. М. Протодьяконова.
Формы и размеры поперечного сечения горных выработок.
Форма поперечного сечения горной выработки зависит от назначения и срока службы, свойств пересекаемых ею пород, величины и направления горного давления, материала и конструкции крепи, способа ее проведения и др. В угольной промышленности горизонтальные и наклонные горные выработки проводят прямоугольной (рис. 5,а), трапециевидной (рис. 5,б), арочной (рис. 5,в, г), сводчатой (рис. 5 д, е), подковообразной с обратным сводом (рис. 5,ж} и без него (рис. 5,з), круглой и других форм. При небольшом горном давлении форму поперечного сечения выработки принимают прямоугольного очертания, при большом криволинейного, а при всестороннем — круглого. Закругление углов приводит к уменьшению концентраций напряжений и деформаций в породах, окружающих выработку. Размеры (высота, ширина) и площадь поперечного сечения горной выработки зависят от ее назначения, габаритов размещаемого в выработке оборудования или транспортных средств (электровозы, вагонетки, конвейеры и др.), числарельсовыхпутей, способа перемещения людей по выработке, зазоров, предусмотренных Правилами безопасности и допустимой скорости движения воздуха по выработке.
В выработке различают площадь сечения в свету (площадь по внутреннему контуру крепи и почве выработки), вчерне (площадь по наружному контуру крепи, включая затяжку, и почве выработки), в проходке (площадь по контуру пород, которую принимают на 3—5% больше площади вчерне), э также размеры выработки до осадки и после осадки крепи. Согласно Правилам безопасности минимальные площади поперечных сечений горных выработок в свету должны составлять; для главных выработок (квершлагов, штреков, капитальных и панельных бремсбергов, уклонов) не менее 4,5 м2 при рамной деревянной металлической, железобетонной и смешанной крепи и не менее 4 м2 при монолитной каменной, бетонной, железобетонной и тюбинговой крепи при высоте не менее 1,9 м от головки рельсов; для участковых выработок (вентиляционных, промежуточных и конвейерных штреков, людских ходков, участковых бремсбергов и уклонов) не менее 3,7 м2 при высоте не менее1,8м; для печей, просеков - не менее1,5 м2 .
Для выбора необходимого типового поперечного сечения выработки, необходимо определить ее ширину (В) на уровне верхней кромки подвижного состава по формуле:
В=m+kА+p+n
Где m- зазор между крепью и подвижным составом, k-число рельсовых путей, А–ширина подвижного состава, p –зазор между составами, n –свободный проход для людей (в метрах).
Правила безопасности предусматривают с одной стороны зазор между крепью и подвижным составом не менее 0,25 м на уровне подвижного состава при рамных конструкциях (деревянной, металлической и сборной железобетонной) крепей и не менее 0,2 м при сплошных конструкциях (бетонной, железобетонной и тюбинговой) крепей; с другой стороны для свободного прохода людей в горной выработке не менее 0,7 м на высоте не менее 1,8 м от почвы (тротуара). В двухпутных выработках зазор между составами должен быть не менее 0,2 м, при конвейерном транспорте ширина прохода для людей не менее 0,7 м, а зазор с другой стороны не менее 0,4 м. Правилами безопасности установлены и другие минимально допустимые размеры выработок по ширине и высоте. Для сохранения требуемых зазоров в течение всего срока службы выработки размеры ее сечения при проведении пластовых выработок, находящихся в зоне влияния очистных работ, рекомендуется принимать с запасом (вертикальная податливость до 50—60% мощности пласта и горизонтальная — 0,23— 0,29 м на высоте 1,8 м от почвы выработки).
  
 
 
Что такое горная крепь, и какие требования к ней предъявляются?
Горная крепь — искусственные сооружения, возводимые в горных выработках для предотвращения обрушения и пучения окружающих пород, сохранения необходимых размеров и рабочего состояния выработок.
Крепь горных выработок должна удовлетворять следующим основным техническим и экономическим требованиям:
быть достаточно прочной, надежной и долговечной в работе (поддерживать выработку в рабочем и безопасном состоянии в течение всего срока службы), не загромождать выработку;
по площади должна занимать в выработке как можно меньше места, не мешать выполнению производственных процессов, оказывать минимальное сопротивление движению воздуха;
обеспечивать возможность механизации возведения крепи и изготовления ее элементов;
быть транспортабельной, нетрудоемкой при возведении и ремонте, предусматривать возможность ее максимального извлечения из погашаемых выработок и дальнейшего повторного использования;
конструкция и материал должны соответствовать сроку службы выработки, а сумма материальных я трудовых затрат на изготовление, возведение, эксплуатацию и ремонт в течение срока службы выработки должны быть минимальными.
В отдельных случаях крепь должна быть огнестойкой, морозостойкой, водо- или газонепроницаемой, сейсмостойкой.
Всем этим требованиям одновременно не удовлетворяет ни одна конструкция горной крепи, поэтому при выборе ее необходимо учитывать конкретные горно-геологические условия.
Горнуюкрепьклассифицируютпоследующимпризнакам:
По расположению выработок в пространстве—на крепь горизонтальных, наклонных и вертикальных выработок;
по роду выработок — на крепь капитальных, подготовительных и очистных выработок;
по основному материалу — на деревянную, металлическую, каменную, бетонную, железобетонную и смешанную;
по сроку службы — на временную и постоянную;
по конструкции — на рамную, сплошную, штанговуюикомбинированную;
по типу или характеру взаимодействия с боковыми породами — на жесткую, шарнирную, податливую;
по форме поперечного сечения выработок — на прямоугольную, трапециевидную, полигональную, сводчатую, арочную, кольцевую, эллиптическую и др.;
по местоположению на трассе выработки — на крепь протяженных участков, выходов на поверхность (устьев стволов и штолен), сопряжений и пересечений;
по условиям работы — наобычную и специальную.
Способы проведения камер и какие материалы применяют для их крепления
Камеры — это горные выработки, имеющие небольшую длину по сравнению с ее поперечным сечением. Они предназначены для размещения оборудования (лебедочная, насосная, трансформаторная, вентиляторная и др.). материалов и инвентаря (для запасных частей, противопожарная), Для санитарных и других целей (медицинский пункт, диспетчерская, камера ожидания).
Выбор схемы проведения камер зависит от устойчивости пород и размеров их поперечного сечения.
Проведение_камер_по_углю_с_подрывкой_породы'>Проведение камер по углю с подрывкой породы
Лебедочные, трансформаторные и другие камеры проводят в основном смешанными забоями. В этом случае вначале вынимают уголь на всю длину и ширину камеры с возведением временной крепи (рис.а). Затем подрывают породу почвы (заходки I, II) и устанавливают временную крепь большей длины. Далее подрывают породы кровли в обратном порядке. (заходки Ш, IV), придавая камере необходимую форму, и устанавливают временную крепь.
Выемку угля и подрывку породы осуществляют с помощью буровзрывных работ. Породу грузят погрузочными машинами. Постоянную крепь в неустойчивых породах возводят вслед за подрывкой пород кровли, а в устойчивых после выемки всей породы. В качестве постоянной крепи применяют бетон, сборный железобетон, а также смешанные и металлические рамы и арки с металлической или железобетонной затяжкой. При неустойчивых породах и на больших глубинах в бетоне оставляют металлические арки временной крепи. Иногда крепь усиливают анкерной крепью с металлической сеткой.
При проведении камеры большей длины ее проводят тремя уступами: угольный забой, породный забой по почве и породный по кровле. Угольный забой опережает породный на 2-3 метра. Организация работ в этом случае такая же, как и при проведении пластовых штреков.
Проведение камер по породе
Камеры площадью сечения до 20 м2 проводят сплошным забоем (аналогично проведению квершлагов), а более 20 м2 — сложным забоем.
В крепких устойчивых породах при арочной форме поперечного сечения камеры проводят с разделением на два горизонтальных уступа (рис.6). Верхний уступ составляет 35—40% поперечного сечения камеры, а нижний — 65—60%, чем достигается равномерное их подвигание. Верхний уступ опережает забой нижнего на расстояние до 5 м, что позволяет вести работы в обоих уступах одновременно. Выемку породы производят буровзрывным способом. Породу грузят погрузочными машинами. После этого возводят постоянную крепь.
Камеры прямоугольного поперечного сечения, у которых ширина значительно больше высоты, проводят вертикальными уступами (рис в). Работы в обоих уступах проводят также одновременно. Породу грузят последовательно в каждом уступе одной погрузочной машиной, которая перемещается по двум рельсовым путям, соединенным между собой стрелочным переводом. После погрузки породы устанавливают временную крепь. Постоянную крепь возводят с отставанием от забоя.
В мягких неустойчивых породах камеры проводят независимыми забоями с временным оставлением целика породы в середине сечения камеры (рис.г). Работы начинают с выемки породы в сводчатой части, которую крепят временной арочной крепью. С отставанием на 2—3 м от забоя вынимают породу в двух боковых выработкахс установкой под арки металлических стоек. Под защитой временной металлической крепи ведут выемку целика и возводят постоянную крепь. Временную крепь, как правило, не извлекают.
Проведение камер оценивают объемом готовой выработки в свету в кубических метрах. Нормативы проведения камер на один забой в месяц составляют 200— 250 м3 в свету. Передовые проходческие бригады на отдельных шахтах Донбасса проводят камеры со скоростью 500—600 м3 в свету и более на один забой в месяц.
| |
Скачать 199.85 Kb.