При выборе средств охраны участковых подготовительных выработок ДонУГИ [5] рекомендует исходить из следующего.
Охрана целиками угля разрешается только при разработке одиночных пластов, не опасных по горным ударам, внезапным выбросам угля и газа, а также на участках с тектоническими нарушениями, где невозможно обеспечить безопасность работ без оставления целиков угля.
Ширина бутовой полосы, возводимой со стороны очистных работ, для охраны участковой подготовительной выработки, проводимой за лавой на границе с массивом, должна быть не менее 8 m (мощностей) отрабатываемого пласта, но не менее 5 м.
Для обеспечения безопасности работ на участке погашения длинной до 5 м за очистным забоем выработку необходимо охранять одним рядом костров.
Спаренные выработки необходимо проводить на расстоянии от 30 до 35 м одна от другой и охранять их бутовыми полосами.
Участковые подготовительные выработки, проводимые за очистным забоем широким ходом, необходимо охранять двухсторонними бутовыми полосами, каждая из которых должна быть шириной не менее 8 m разрабатываемого пласта.
В случае проведения участковых подготовительных выработок по сплошному выработанному пространству необходимо применять двухсторонние двойные бутовые полосы (см. рис. 29 в [4]). При этом ширина бутовых полос, возводимых непосредственно возле выработки, должна быть (2÷3) m, а удалённо-опорных – (6÷8) m. Между этими бутовыми полосами остаётся свободное пространство шириной 4 – 5 м, в котором необходимо производить подрывку неустойчивых пород почвы или кровли на глубину не менее 1 м без уборки породы.
В случае применения искусственных сооружений более податливые из них (костры, чураковые стенки) необходимо возводить на расстоянии 0,5 ÷ 0,7м от выработки, а более жёсткие (бутокостры, кустокостры, железобетонные тумбы, органные ряды) – за податливыми конструкциями со стороны выработанного пространства. При любом искусственном сооружении со стороны выработанного пространства устанавливается ряд обрезной органки.
Длина деревянных стоек, применяемых для возведения костров и чураковых перемычек, принимается (1,0÷1,2) m.
При выборе средств охраны повторно используемых выработок целесообразно пользоваться рекомендациями ВНИМИ [4], приведёнными в таблице 5.20.
При слабых вмещающих породах рекомендуется применять податливые сооружения – бутовые полосы или костры.
Таблица 5.20 – Область применения охранных сооружений при поддержании выработки за очистным забоем.
| Вид искусственного сооружения | Мощн. пласта, м | Угол падения пласта, град | Свойства кровли | Прочность пород почвы на одноосное сжатие, МПа | |
| Непосред-ственной | Основной | ||||
| Литые полосы из быстротвердеющего материала | До 2,5 | До 35 До 18 | Неустойчивая и средней устойчивости Устойчивая | Любой обрушаемости | Более 30 |
| Литые полосы в сочетании с отсечным торпедированием | До 2,5 | До 18 | Устойчивая и средней устойчивости | Трудно-обрушающаяся | Более 30 |
| Тумбы из железобетонных блоков с деревянными прокладками | До 1,5 | До 18 | Неустойчивая и средней устойчивости | Легко- и cредне-обрушаемые | Более 30 |
| Тумбы из железобетонных блоков в сочетании с отсечным торпедированием | До 1,5 | До 18 | Устойчивая и средней устойчивости | Трудно-обрушающаяся | Более 30 |
| Органная крепь (деревянная и металлическая) | До 2,5 | До 35 | Устойчивая и средней устойчивости | Легко- и cредне-обрушаемые | Более 10 |
| Органная крепь в сочетании с отсечным торпедированием | До 3,5 | До 18 | Устойчивая и средней устойчивости | Трудно-обрушающаяся | Более 10 |
| Односторонняя бутовая полоса в сочетании с кострами | До 1,5 | До 35 | Устойчивая и средней устойчивости | Любой обрушаемости | Любой |
| Двусторонняя бутовая полоса | До 1,5 | До 35 | Неустойчивая и средней устойчивости | Любой обрушаемости | Любой |
| Костры из круглого леса или шпального бруса | До 3,5 | До 35 | Любая | Легко- и cредне-обрушаемые | Любой |
| Бутокостры | До 3,5 | До 35 | Устойчивая и средней устойчивости | Трудно-обрушающаяся | Любой |
Следует иметь в виду, что литые полосы из быстротвердеющего материала, тумбы БЖБТ и органная крепь относятся к жёстким искусственным сооружениям. Они обеспечивают малую величину опускания кровли над выработкой со стороны выработанного пространства. При наличие в кровле пласта и выше контура выработки пород не ниже средней устойчивости над выработкой образуется породная плита, опирающаяся с одной стороны на массив угля, а с другой на искусственное сооружение с малой податливостью. состояние выработки будет хорошим т.к. смещения пород кровли над выработкой будут близки к вертикальным и замки будут обеспечивать проскальзывание верхняка крепи относительно ножек.
Литая полоса. Для возведения литой полосы используются смеси на цементной, гипсовой, ангидритовой и фосфогипсовой основах с различными инертными наполнителями, а также БИ-крепь.
Ширина литой полосы принимается в соответствии с расчётом, но не менее 1 м. Ширина литой полосы рассчитывается по формуле:
, м, (5.27)
где Р – расчётная нагрузка на литые полосы, кН/м, (таблица 5.21);
Рл.п – нормативная прочность быстротвердеющего материала через сутки после возведения литой полосы (можно принимать 14000 кН/м2).
Таблица 5.21 – Расчётная нагрузка на литые полосы.
| Мощность разрабатываемого пласта, м | Расчётная нагрузка Р, кН/м, на литую полосу при кровлях | |
| средне- и труднообрушаемая с разупрочнением | труднообрушаемая | |
| до 1,0 | 10000 | 15000 |
| 1,0 ÷ 2,0 | 12000 | 17000 |
| 2,0 ÷ 2,5 | 14000 | 20000 |
Расстояние от контура выработки до литой полосы (ширина бермы) при устойчивой кровле должно быть не менее высоты нижней подрывки в выработке. При неустойчивой кровле литую полосу следует возводить непосредственно за контуром выработки.
Тумбы БЖБТ. Железобетонные тумбы с деревянными прокладками устанавливают в 1 – 2 ряда. Количество тумб на 1 п.м. выработки определяется по формуле:
, шт., (5.28)
где Р – расчётная нагрузка на железобетонные тумбы, кН/м, принимается по таблице 5.22;
Рт – нормативная прочность материала тумбы, для бетона марок М-200, М-300 и М-400 соответственно составляет 40000, 60000 и 80000 кН/м2;
F – площадь тумбы, м2.
Тумбы выкладываются из плит размерами 0,4х0,5х0,1м или 0,4х0,5х0,15м, площадь тумбы соответственно F =0,2 м2.
Таблица 5.22 – Расчётная нагрузка на тумбы БЖБТ.
| Мощность разрабатываемого пласта, м | Расчётная нагрузка Р, кН/м, на тумбы при кровлях | |
| легкообрушаемая | среднеобрушаемая | |
| до 1,0 | 4000 | 7000 |
| 1,0 ÷ 1,5 | 7000 | 10000 |
Суммарную толщину деревянных прокладок в тумбах БЖБТ или других конструкций принимают 10 ÷ 15% от мощности пласта.
При легкообрушающейся кровле тумбы БЖБТ устанавливают в один сплошной ряд с расстоянием от бровки штрека 1,2 ÷ 1,5 м; при среднеобрушаемой кровле устанавливают первый ряд сплошной, второй через тумбу; при труднообрушаемой кровле – два сплошных ряда. при труднообрушаемой кровле толщину деревянных прокладок между кровлей и тумбой необходимо увеличить в 1,5 раза.
Органная крепь. Количество стоек органной крепи устанавливаемых на 1 п.м. выработки рассчитывается по формуле:
, шт., (5.29)
где Р – расчётная нагрузка на органную крепь, кН/м, принимается по таблице 5.23;
Рорг – несущая способность одной стойки органной крепи, кН. Для металлических податливых тумб и стоек Рорг принимается по их паспортам, для деревянных стоек диаметром 20 см при длине: до 1,0 м – 300 кН; 1,0÷2,0 м – 250 кН; 2,0÷2,5 м – 200 кН.
Органная крепь устанавливается в 1 ÷ 2 ряда. При мощности пласта 1,0 ÷ 2,0 м стойки органной крепи следует устанавливать под брус толщиной 15 см, при мощности пласта 2,0 ÷ 2,5 м – под брус и на лежень толщиной 15 см.
Таблица 5.23 – Расчётная нагрузка на органную крепь.
| Мощность разрабатываемого пласта, м | Расчётная нагрузка Р, кН/м, на органную крепь при кровлях | |
| легкообрушаемая | средне- и труднообрушаемая с разупрочнением | |
| до 1,0 | 900 | 1400 |
| 1,0 ÷ 2,0 | 1200 | 1800 |
| 2,0 ÷ 2,5 | 1500 | 2200 |
При наличии ложной или неустойчивой кровли на пластах тонких и средней мощности по бровке между крепью выработки и органной крепью выкладываются деревянные костры.
Стойки органной крепи устанавливаются на зачищенную почву по нормали к напластованию пород на расстоянии 0,5 ÷ 1,5 м от крепи выработки. Чем слабее почва пласта, тем расстояние больше.
При прочности пород почвы менее 20 МПа органная крепь устанавливается на продольные лежни.
На пластах с неустойчивой почвой применяют органную крепь с «карманами» (нишами). При этом органная крепь устанавливается в два ряда на расстоянии 1,2 ÷ 2,0 м от выработки, а в промежутке между крепью выработки и органной крепью устанавливают ряды стоек диаметром 12 ÷ 16 см под деревянные брусья. В образующихся «карманах» закладывают породу от подрывки почвы выработки.
Бутовая полоса. Ширина бутовой полосы должна быть не менее 8 m, но не менее 5 м. Порода для выкладки нижней бутовой полосы берётся от проведения штрека (размер бутовой полосы зависит от количества породы), для верхней полосы – из бутового штрека.
Усадка бутовых полос при возведении их вручную достигает (0,5÷0,6) m, скрепером - (0,3÷0,4) m, с помощью пневмозакладочных устройств (0,2÷0,25) m.
Костры. Деревянные костры следует устанавливать при мощности пласта до 2,5 м в один ряд, а при мощности пласта 2,5 ÷ 3,5 м – в два ряда. Размер костра в плоскости пласта принимается не менее 2,0х2,0 м. Расстояние между кострами принимается от 1,0 до 3,0 м в зависимости от устойчивости кровли, чем слабее кровля, тем расстояние меньше.
На пластах с труднообрушаемой кровлей наряду с бутокострами применяют кустокостры, опорную породную крепь, комбинированные костры и другие конструкции с повышенной несущей способностью.
Разупрочнение пород основной кровли. При труднообрушаемых породах основной кровли необходимо производить разупрочнение. Отсечные скважины бурят впереди очистного забоя, диаметром 42 мм на такую высоту, чтобы их забой находился на отметке 0,7 мощности труднообрушаемой породы, не далее 3,5 ÷ 4,0 м от контура выработки. Угол наклона скважины в сторону выемочного столба следует принимать таким, чтобы оставалась породная консоль не менее 1,0 м. При прочности пород до 80 МПа расстояние между скважинами принимают 4,0 ÷ 5,0 м, при большей прочности – 2,0 м. Заряды в скважинах должны взрываться на расстоянии не менее 30 м от очистного забоя.
5.2.3.4 Расчёт смещений в подготовительных (участковых) выработках примыкающих к очистному забою (подраздел 2.4)
