Выбор и обоснование способа управления кровлей

 

Управление кровлей – это совокупность мероприятий по регулированию проявлений горного давления в рабочем пространстве очистного забоя и прилегающих к нему подготовительных выработок с целью обеспечения безопасности и необходимых производственных условий. Эти мероприятия сводятся к правильному выбору крепи горных выработок, предупреждению массовых обрушений пород, горных ударов и внезапных выбросов угля и газа.

Выбор способов управления кровлей зависит от наличия в кровли труднообрушаемых пород, а также от строения и свойств боковых пород, характера проявления горного давления. Горное давление – это давление вмещающих пород действующих на единицу крепи.

Управление кровлей при выемке угольных пластов осуществляется следующими основными способами: полным обрушением кровли; полной закладкой выработанного пространства; частичным обрушением кровли или частичной закладкой выработанного пространства; плавным опусканием; поддержанием кровли на оставляемых в выработанном пространстве кострах или угольных целиках.

При управлении кровлей полным обрушением по мере подвигания очистного забоя за пределами призабойного пространства происходит обрушение пород кровли по всей длине забоя.

При использовании индивидуальной крепи призабойную и специальные крепи переносят вслед за подвиганием забоя. Расстояние, через которое производят переноску специальной крепи и обрушение пород, называют шагом посадки непосредственной кровли (обычно не более 4-8 м).

Различают первичную посадку непосредственной кровли и первичную посадку основной кровли. Первичная посадка непосредственной кровли происходит после отхода лавы от разрезной печи на некоторое расстояние, которое может достигать 30-50 м и более. После первичной посадки непосредственную кровлю обрущают регулярно через каждый шаг подвигания лавы.

Во время первичной посадки непосредственной кровли породы основной кровли могут и не обрушаться. Шаг посадки основной кровли в несколько раз больше установившегося шага посадки непосредственной кровли. Различают первичную посадку основной кровли и очередные ее посадки.

Удаление деревянной крепи при посадке кровли в лавах должно производиться механизированным или взрывным способом.

Посадка кровли в лавах с индивидуальной крепью должна производиться под непосредственным руководством ИТР по должности не ниже помощника начальника участка.

Рабочие, занятые на посадке кровли, должны находиться в закрепленных местах. В органной крепи должны оставляться окна шириной не менее 0,7 м и на расстоянии не более 5 метров одно от другого.

При задержке обрушения кровли более установленного паспортом необходимо применять искусственное обрушение в соответствии с дополнительно разрабатываемыми мероприятиями, утвержденными главным инженером шахты.

При применении механизированных крепей управление горным давлением в основном осуществляется полным обрушением.

При наличии труднообрушаемой кровли необходимо производить ее разупрочнение одним из следующих способов: передовым торпедированием, гидромикроторпедированием, принудительным обрушением, взрыво-гидрообработкой.

Передовое торпедирование состоит из взрывания скважинных зарядов впереди очистного забоя. Скважины бурятся из подготовительных выработок под углом 60-65° в сторону очистного забоя.

При длине лавы до 120 метров скважины бурят с одной выработки, а если более 120 метров - с двух выработок. При взрыве зарядов в породах кровли образуются трещины, которые способствуют регулярным обрушениям кровли.

При гидромикроторпедировании в пробуренные скважины нагнетается вода, а потом взрываются небольшие заряды ВВ.

Взрывогидроотбойка заключается в предварительном образовании трещин в труднообрушаемых породах путем взрывания шпуровых зарядов с последующим увлажнением водой под давлением.

Управление кровлей полной закладкой выработанного пространства применяется при отработке пластов под водоемами или сооружениями на поверхности, при разработке пластов, опасных по самовозгоранию угля.

По способу доставки закладочного материала в выработанное пространство различают самотечную, пневматическую и гидравлическую закладки. Наибольшее применение имеет гидрозакладка.

Для того, чтобы уменьшить объем весьма трудоемких закладочных работ, применяют частичную закладку выработанного пространства. Она предусматривает выкладку в выработанном пространстве бутовых полос, располагаемых по простиранию пласта и удерживающих породы основной и непосредственной кровли от обрушения в призабойном пространстве. Способ имеет небольшое применение из-за значительной трудоемкости и небезопасности работ.

Управление кровлей частичным обрушением применяют при легкообрушающихся породах непосредственной кровли, мощность которых не обеспечивает достаточного подбучивания вышележащих слоев основной кровли и не предотвращает ее обрушения. При этом способе в выработанном пространстве за пределами призабойного частично выкладываются бутовые полосы, а в остальной части непосредственная кровля обрушается. Способ применяется редко.

Плавное опускание кровли на почву применяют при кровлях, способных плавно опускаться без значительных нарушений, на пластах мощностью не более 1 - 1,2 метра с почвами, склонными к пучению. При плавном опускании в качестве специальной крепи применяют костры. В результате смятия костров кровля плавно опускается и ложится на почву.

ПРИМЕР: Выбор способа управления кровли зависит от наличия в кровле труднообрушаемых пород. Управление горным давлением в лавах при разработке средней мощности пластов производится полным обрушением пород кровли. В породах кровли, как правило, залегают сланцевые песчаники, аргиллиты, сланцы и песчаники, с коэффициентом крепости f 3 до 4, мощность непосредственной кровли от 8 до 10 метров. Для этой цели используются механизированные крепи, вслед за передвиганием которых породы кровли стихийно обрушаются за передвинутыми секции, тем самым, погашая выработанное пространство. Принимаем способ управления кровлей полным обрушением. (Приложение №1)