Крепление горных выработок

 В случаях, когда  анкерная крепь или инъекционное  воздействие не отвечает требованиям  обеспечения устойчивости состояния  массива, следует уделить особое  внимание использованию этих  способов крепления в сочетании  между собой или с другими  видами крепления. 

 

 Применение анкерной  крепи в сочетании с инъекционным  упрочнением позволяет безопасно  сооружать выработки большой  площади сечения в слабоустойчивых,  трещиноватых породах с последующим  их креплением облегченной крепью.

 Особое внимание  уделяется  сочетанию набрызгбетон и анкер. Анкеры оказываются ненадежным средством скрепления трещеноватого массива, а   набрызгбетон может выполнять роль изолирующего покрытия и одновременно грузонесущей конструкции. Такая комбинация позволяет снизить расход материала, уменьшить поперечное сечение выработки в проходке (в более сложных условия следует изменять параметры анкерования, а не увеличивать слой набрызгбетона), увеличить скорость проведения работ. Возведение набрызгбетонной крепи в сочетании с анкерным креплением можно механизировать на 85-87%.

 Слой бетона, нанесенный  способом набрызга, обладает хорошим сцеплением с породой и высокой прочностью, в результате чего полностью реализуются несущие свойства массива. Набрызгбетон хорошо сопротивляется воздействию взрывных работ, безопасен в пожарном отношении и имеет высокие гидроизоляционные свойства. Возможность обеспечения быстрого набора прочности позволяет проводить взрывные работы уже через 3-4 часа.

 

 Стоит отметить, что  набрызгбетон относится к жестким видам крепи, плохо работающей на растяжение. Это приводит к ее растрескиванию, особенно в зонах влияния очистных работ. Для устранения этого недостатка в отечественной и зарубежной практике ведутся работы по использованию при набрызгбетонировании металлических, стеклотканевых и полимерных добавок – фибры.

 

 Фибро-бетон это бетон, армированный металлическими волокнами. Добавки в виде отрезков тонкой проволоки диаметром 0,2-1мм и длиной 2-5см обычно составляют 5-10% массы цемента. Отрезки меньшего диаметра и большей длины непригодны, так как при их добавке в смесь не обеспечивается качественное сцепление.

 В технологии нанесения  особого отличия между бетоном  и фибро-бетоном не существует. При использовании фибро-бетона рекомендуется первый слой нанести без добавок. Второй слой наносится с металлической сечкой на еще не схватившийся первый слой. Концы проволочек покрываются слоем бетона. При этом металлические добавки связывают между собой слои набрызгбетона. Использование фибры в бетоне повышают прочность бетона на 30% увеличивают прочность на растяжение на 40%, а ползучесть повышается на 20%.

 

 Сочетание анкерной  крепи с фибро-бетоном успешно используется за рубежом при проведении работ на больших глубинах. Такое комбинирование позволяет укреплять выработки,  при интенсивном воздействии взрывных работ и в зонах высоких динамических нагрузок.

 Использование фибро-бетона с анкерами является наиболее оптимальным видом крепления крупных подземных сооружений. При этом отсутствие закрепленного пространства и качественный контакт фибро-бетона с массивом обеспечивает их совместную работу. Такая крепь является безотказной в зоне горных ударов, обеспечивая надежную защиту выработки.

 

 Особое внимание уделяется  креплению горных выработок, пройденных  в слабых породах и креплению  постоянных и полупостоянных  пунктов выпуска. В данных случаях  в сочетании участвуют три и более видов крепи (рис. 8.18.).

 Такое крепление выполняется  в несколько этапов (рис.8.19.). Первоначально  производят  установку анкеров  и железобетонных тросов. Вторым  этапом монтируют стальные арки  и стальные стяжки. Третьим этапом  производят монтаж опалубки и  затем заливают бетон. Одним  из интересных решений является  заложение в железобетонную конструкцию  при заливке бетона  пластиковых  труб, в которые, после отработки  рудного тела в этой зоне, помещали  патроны ВВ и взрывали для того, чтобы в дальнейшем можно было продолжить выпуск на нижнем горизонте.

 

 Усложнение горно-геологических  условий: вовлечение в отработку  участков и целых месторождений  со сложной тектоникой, увеличение  глубины разработки, проявления  опасных динамических воздействий  горного давления, ведёт к необходимости  постоянно совершенствовать методы  и способы крепления горных  выработок,  а также улучшению  качества материалов, используемых  при креплении. 

 

© Кузьмин Е.В., Хайрутдинов М.М., Зенько Д.К.

"Основы горного дела"

 

  

 

 

Читать полностью: http://www.miningexpo.ru/useful/4925

Одной из важнейших задач  при выборе технологических схем организации работ и подборе  всего комплекса оборудования для  проведения подготовительных выработок  комбайновым способом является наиболее полное использование значительных возможностей, заложенных в конструкции  комбайна по непрерывному разрушению и погрузке горной массы в забое  выработки. Эти возможности увеличиваются  с ростом мощности исполнительного  органа, с повышением надежности и  долговечности узлов комбайна и  износостойкости инструмента, а  также с осуществлением других мероприятий, направленных на совершенствование  конструкции комбайнов.

 

Возможности комбайнов по разрушению горной массы в наиболее полной мере характеризуют его так называемой теоретической (или максимальной) производительностью при отделении от массива исполнительным органом горной массы в течение 1 мин непрерывной работы комбайна в забое выработки со средними условиями по крепости пород и размерам сечения, для которых по технической характеристике предназначен данный комбайн.

 

В действительности возможная  и фактическая производительности комбайна по разрушению горной массы  значительно меньше теоретической. Что происходит из-за технической необходимости выполнения при работе комбайна ряда вспомогательных операций, при которых прекращается разрушение забоя (как, например, замена инструмента, маневры по перемещению комбайна в забое выработки, повторная подборка разрыхленной горной массы по почве и у стен выработки, разрушение крупных кусков угля и породы), а также выполнения других операций, связанных с конструкцией комбайна.

 

Кроме технологически необходимых  затрат времени на вспомогательные  операции, определяемые конструктивными  особенностями самого комбайна, имеют  место и прямые потери рабочего времени  комбайна из-за перерывов по различным  причинам, определяемым уровнем механизации  остальных процессов проходческого  цикла и общей организацией и  технологией производства работ  по проведению выработки, а также  другими организационными причинами. Причинами перерывов могут быть подготовительно-заключительные операции в начале и конце смены, смена  вагонеток, удлинение транспортных, энергетических и вентиляционных коммуникаций, установка постоянной крепи и  др.

Общая продолжительность  цикла, приходящаяся на 1 м3 выработки  вчерне, составила 12,8 мин, продолжительность  основной операции по выемке горной массы  — 2 мин, при этом коэффициент использования  комбайна составлял 0,156.

 

Приведенная структура затрат времени проходческого цикла  характерна для большинства выработок, которые проводят комбайнами, и потому может быть представительной для  оценки эффективности различных путей повышения производительности комбайна.

 

Технологические возможности  комбайна позволяют осуществлять почти  непрерывное производство работ  по извлечению горной массы из забоя  выработки с остановками только для профилактического осмотра  и ремонта, смены режущего инструмента. Уровень механизации и организации  работ во всех остальных процессах  горнопроходческого цикла должен обеспечивать высокопроизводительную работу комбайна на протяжении всей смены. Поэтому оборудование средств механизации остальных процессов горнопроходческого цикла, составляющих с комбайном единый технологический комплекс по проведению выработки, по своей производительности должно позволять с определенным резервом максимально использовать теоретическую производительность комбайна и так сочетаться в общей технологической цепи производства работ по проведению выработок, чтобы свести до минимума перерывы в подви-гании забоя выработки.

 

Исходя из указанного, можно  определить следующие положения, которыми следует руководствоваться при  выборе оборудования для выполнения всех остальных процессов при  проведении выработок комбайнами.

 

Непременным условием высокопроизводительной работы комбайна является опережающая  производительность призабойных транспортных средств и возможность их непрерывной работы. В наибольшей мере при комбайновом способе проведения выработок этому условию соответствует не рельсовый, а конвейерный транспорт горной массы. В связи с тем что комбайн способен разрушать породы с коэффициентом крепости /, не превышающим б, многие типы конвейеров могут быть использованы для этих целей. При этом имеется в виду, что комбайн непосредственно грузит горную массу на конвейер, а доставку в забой материалов и оборудования осуществляют по рельсовому или подвесному монорельсовому пути.

 

В случае отсутствия в выработке  конвейерного транспорта и наличия  только рельсового пути погрузку горной массы целесообразно осуществлять с помощью специальных перегружателей, позволяющих производить загрузку вагонеток партиями в нерасцепленном состоянии. С маневрами по смене груженого состава необходимо совмещать другие неизбежные перерывы в работе комбайна, связанные с заменой инструмента.

 

Погрузка горной массы  проходческим комбайном в одиночные  вагонетки, как правило, неприменима, так как резко снижает производительность комбайна, и, кроме того, необходимость  замены загруженных вагонеток значительно  повышает трудоемкость работ по проведению выработки.

 

Особенно большое значение для более полного использования  комбайна имеют правильная организация  работ по возведению крепи и средства механизации этих работ. Комбайновая  проходка в основном распространена в выработках, которые проводят по углю, а также по смешанным углепородным забоям с присечкой пород крепостью / до 6, к которым большей частью относятся двухпутные выемочные откаточные или вентиляционные штреки протяженностью более 500 м.

 

Как указывалось выше, в  качестве постоянной крепи в этих выработках в большинстве случаев  применяют металлическую, арочную  из спецпрофиля, рамную смешанную из железобетонных трубчатых стоек и металлических верхняков, анкерную, деревянную рамную и различные виды бетонной крепи. Из перечисленных видов крепи в наибольшей мере может быть механизировано и наименее трудоемко возведение анкерной крепи.

 

Гидрофицированная металлическая передвижная крепь, находясь над комбайном, обеспечивает проходческой бригаде полную безопасность работ в призабойной части выработок и позволяет возводить постоянную крепь, производить затяжку кровли и боков выработки механизированным способом вне забойной части выработки и максимально совмещать эти процессы с работой комбайна по выемке горной массы.

 

В настоящее время создаются  несколько проходческих комбайновых  комплексов, которые включают в различных  сочетаниях разные типы комбайнов и  оборудования для механизации призабойно-транспортных операций, возведения крепи и других работ. Эти комплексы применительно к различным горно-геологическим и производственным условиям по мощности и углу падения пластов, крепости пород, сечению, протяженности и направленности выработок более полно и согласованно механизируют основные и вспомогательные процессы по проведению выработок и в значительной степени позволяют повысить коэффициент использования, а следовательно, и эксплуатационную производительность комбайнов, а также улучшить другие технико-экономические показатели проведения выработок комбайнами.

 

Эффективность применения технологических  схем с использованием проходческих комбайнов определяется большим  количеством факторов, в том числе  физико-механическими свойствами боковых  пород, и их сочетанием в сечении  проводимой выработки, расходом режущего инструмента, численным составом проходческой бригады, сечением проводимой выработки, плотностью возводимой постоянной крепи, скоростью проведения, длиной выработки  и объемом работ, выполняемым  комбайном за один год.

 

Для оценки эффективности  применения проходческих комбайнов  наряду с такими показателями, как  трудоемкость и скорость проведения выработки, необходимо учитывать и  приведенные затраты на проведение 1 м выработки.

 

Исследования, выполненные  специалистами ДонУГИ, показывают, что приведенные затраты на проведение подготовительных выработок в значительной степени зависят от затрат труда и объема проведения выработок, приходящихся на один комбайн в год.

 

Технологические схемы проведения выработок комбайновым способом с учетом средств механизации  других процессов могут быть разделены  на четыре группы:

 

•          технологические схемы проведения выработок комбайнами с погрузкой  горной массы на конвейер;

 

•          технологические схемы проведения выработок комбайнами с погрузкой  горной массы в вагонетки;

 

•          технологические схемы проведения выработок комбайнами' с погрузкой  горной массы в самоходные вагоны и погрузочно-доставочные машины (ПДМ);

 

•          технологические схемы проведения выработок комбайновыми комплексами.

 

При проведении выработок  по технологическим схемам, например, первой группы используют следующее  проходческое оборудование: