Выбор крепи сопряжения лавы с подготавливающей выработкой

Расчет параметров сопряжения лавы с подготовительной выработкой производим по программе R 51, разработанной на кафедре РМПС, по методике КузНИУИ (приложение 7)

Данные для расчета берем из исходных данных, технических характеристик крепи, горно-геологических условий.

В результате расчета по программе R51 получили, что длина крепи сопряжения должна быть не менее 4-4,15 м, должна иметь рабочую нагрузку 741,5-970,2кН. Для этих условий подходит крепь сопряжения ОКСА (конструкции КузНИУИ).

Исходя из результатов расчета, я принимаю решение установить по две секции крепи сопряжения ОКСА в каждую подготавливающую выработку.

 

Таблица 7.

Техническая характеристика крепи сопряжения ОКСА1УО.

Крепь	Форма поперечного сечения выработки	Длина поддерживаемого участка, м	Сопротивление крепи		Давление рабочей жидкости, МПа	Масса, т
			рабочее, кН	начальное, кН
ОКСА1УО	Арочная	8,24	2,4	1,2	10	12,8

 

Расчет нагрузки на забой по условиям вентиляции.

 

Проверочный расчет нагрузки на забой по условиям вентиляции проводим по программе, разработанной на кафедре РМПС R116.(приложение 8,9)

Количество выделившегося при очистной выемки газа пропорционально нагрузке на очистной забой, т.е. количеству добываемого в ней в единицу времени угля. Поэтому чем больше нагрузка на лаву, тем больше в неё выделяется газа и тем больше воздуха нужно в неё подавать для разрежения газа до безопасной концентрации. С увеличением количества подаваемого воздуха растет скорость его движения в призабойном пространстве. Но скорость не может превышать,допустимой скорости по правилам безопасности, она составляет 4 м/с. Это ограничение и определяет максимально допустимую нагрузку на очистной забой по газовому фактору. Кроме того, необходимо иметь в виду, что разжижение газа осуществляется как основной струёй воздуха, движущегося в призабойном пространстве, так и утечками воздуха через выработанное пространство.

Для того чтобы рассчитать скорость и утечки через выработанное пространство мне необходимо выбрать схему вентиляции выемочного участка провести расчет с помощью ЭВМ по программе D03 (приложение 10)

Рисунок 1 Выбранная схема вентиляции.

 

В результате расчетов получил что

скорость движения воздуха в лаве -3,62 (м/с),

коэффициент утечек через выработанное пространство - 3,04.

теперь рассчитаю нагрузку на лаву,

Видим (приложение8) что нагрузка на лаву составляет-1410 т. Полученная нагрузка очень мала, и я принимаю решение провести дегазацию пласта скважинами по пласту, пробуренными из подготавливающих выработок коэффициент дегазации при этом способе составляет- 0.79. Провожу повторный расчет (приложение 9) и получаем необходимую нагрузку на лаву - 3712 (т).

Поддержание подготавливающей выработки примыкающей к очистному забою

Общие сведения

 

Подготавливающие выработки, примыкающие к очистным забоям, имеют относительно малые сроки службы, но от их состояния зависит эффективность работа механизированных комплексов. Целью расчета смещений пород в выработке является обоснованный выбор крепи и сечения выработки, чтобы ее размеры после деформирования не осложняли технологического цикла добычи угля.

В условиях деформирующихся пород применяют специальные мероприятия и способы охраны выработок от разрушения. Распространенными способами охраны подготавливающих выработок является применение различных искусственных сооружений.

При выборе способа охраны и подержания выработок в первую очередь оценивают возможность применения способа с повторным использованием выработок, в том числе и в условиях с труднообрушающейся кровлей и пучащей почвой с применением различных мероприятий по уменьшению смещений пород кровли и пучения. Только при невозможности обеспечения рабочего состояния повторно используемых выработок или применения этого способа охраны по условиям подготовки пластов необходимо оценивать другие способы охраны и поддержания выработок. Окончательный выбор способа следует производить на основе технико-экономического анализа. В условиях деформирующихся пород применяют специальные мероприятия и способы охраны выработок от разрушения. Распространенными способами охраны подготовительных выработок является применение различных искусственных сооружений.

Безцеликовая схема с повторным использованием горных выработок применяется преимущественно в благоприятных горно-геологических условиях: при глубине не более 700 м; мощности пластов до 3,5 м, если угол падения не превышает 35°, и до 1,5 м - при любых углах падения; породы кровли любые по устойчивости; при отсутствии пучащих пород в почве пласта и притока воды, т. е. в тех случаях, когда с помощью имеющихся технических мероприятий обеспечивается нормальное состояние выработок без больших объемов работ по их поддержанию. 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 м, костры - при наличии ложной кровли; жесткие полосы из быстротвердеющих материалов при средне- и труднообрушаемых породах кровли, особенно при необходимости обеспечения изоляции выработанного пространства.

Для улучшения устойчивости повторно используемых выемочных выработок во всех случаях, когда смещение пород превышает конструктивную податливость выбранной крепи, впереди забоя лавы на 20-30 м и позади его на 100-120 м устанавливают специальную крепь усиления из металлических стоек несущей способностью не менее 100 кН на 1 м выработки.

Однако мероприятия по охране выработок не обеспечивают полной их сохранности и безопасности работ. Поэтому, по необходимости применяются различные средства упрочнения пород.

Расчеты по указанной методике проводят для типовых сечений выработки, закрепленные податливой крепью при минимальном ее опоре. По результатам расчета принимается крепь с податливостью большей или равной смещением пород кровли. Если такой крепи нет, то следует мероприятия по уменьшению смещений пород: установку крепи усиления, упрочнение пород, анкерование кровли. Если и это не дает положительного результата, то необходимо изменить схему или способ охраны выработки, время ее поддержания, исключить влияние смежных пластов. Все эти мероприятия должны быть обеспечены техническими и организационными средствами, обоснованы технико-экономическими расчетами, включая определение затрат на поддержание выработки и на ее проведение увеличенным сечением.

Пользуясь производственным опытом шахт Германии и разработками ВНИМИ для данных горно-геологических условий наиболее рациональным по технологическим и экономическим факторам является поддержание горных выработок органной крепью.

Расчет смещений боковых пород в подготовительной выработке проводим по методике ВНИМИ с использованием ЭВМ (программа R 43).

Выходные параметры программы R 43 (Приложение 11):

Таблица 8.

Выходные параметры программы R 43 (Приложение 11):

Выработка	Смещения пород кровли, мм	Пучение почвы, мм	Сечение в свету выработки после осадки, м	Нагрузка на крепь, кН
Вент. Штрек Конв. штрек	165 211	183 233	11,32 10,85	250 281

Учитывая смещение пород кровли и нагрузку на крепь, принимаем решение о креплении горной выработки податливой металлической арочной трехзвенной крепью СВП-27 имеющей следующие характеристики:

Таблица 9.