Стационарные машины и установки

2.3.3 Мероприятия по борьбе с внезапными выбросами угля и газа и с горными ударами

Угольные пласты шахты  им. С.М. Кирова отнесены к угрожаемым по внезапным выбросам с глубины 500 м, угрожаемым по горным ударам с  глубины 150м. Максимальная глубина ведения  горных работ в проектируемых  лавах составит 485 м, поэтому мероприятия  по борьбе с внезапными выбросами  угля, газа и породы дополнением  к проекту не предусматриваются.

Для эффективной и безопасной разработки пластов, угрожаемых по горным ударам, в соответствии с ПБ и "Инструкцией  по безопасному ведению горных работ  на шахтах, разрабатывающих угольные пласты, склонные к горным ударам", 2000г. проектом предусмотрен следующий  комплекс мероприятий:

• в соответствии с п. 2.1 «Инструкции... по горным ударам» вскрытие пластов уклонного поля выполнено полевыми выработками (наклонными квершлагами);
• ширина предохранительных целиков под магистральные штреки, фланговые штреки со стороны будущих выработанных пространств принята равной ширине зоны опорного давления в зависимости от мощности пласта и глубины от дневной поверхности в соответствии с "Инструкцией по безопасному ведению горных работ на шахтах, разрабатывающих угольные пласты, склонные к горным ударам" (РД 05-328-99);
• односторонний порядок отработки выемочных полей;
• в блоке №3 предусматривается опережающая отработка пласта Болдыревского, который будет являться защитным для нижележащего пласта Поленовского;
• оставление охранных целиков у основных выработок в соответствии с требованиями инструкции по горным ударам;
• управление кровлей в очистных забоях полным обрушением. Первичный и последующие шаги обрушения основной кровли прогнозируются паспортом выемочного участка с согласованием специализированным институтом ВНИМИ. В соответствии с п. 5.3.9 Приказа №451 от 5 июля 2007 г. Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору при работе механизированных лав с нагрузкой 5000 т/сут. и более до начата очистных работ производить разупрочнение пород кровли. При приближении лавы к расчетному шагу первичной посадки, по фактическому состоянию кровли, предусматривать меры безопасности и контроль за опорным давлением. В случае зависания основной кровли более установленного паспортом выемочного участка шага посадки необходимо применить искусственное обрушение по специально разработанным мероприятиям, утвержденным главным инженером шахты в соответствии п.170 ПБ 05-618-03;
• проектом не предусматривается отработка столбов встречными или догоняющими забоями;
• прогноз удароопастности пластов на выемочных участках и подготовительных забоях;
• прогноз степени напряженности целиков при помощи геофизических методов ВНИМИ;
• проведение геофизического обследования оконтуренных комплексно- механизированных забоев (лав) с целью выявления аномальных тектонических зон и других участков изменения геомеханических характеристик кровли в соответствии с п. 5.3.4 Приказа № 451 от 5 июля 2007 г. Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору;

Прогноз степени удароопасности пласта, выполнение мероприятий по предупреждению горных ударов и контроль их эффективности осуществляется участком ВТБ в соответствии с требованиями "Инструкции по безопасному ведению  горных работ на шахтах, разрабатывающих  угольные пласты, склонные к горным ударам".

Степень удароопасности участков пласта определяется локальным прогнозом  по изменению выхода буровой мелочи при бурении контрольных шпуров. Периодичность прогноза удароопасности согласуется с ВНИМИ и утверждается главным инженером шахты.

Глубина прогнозных шпуров не менее ширины защитной зоны п, диаметр - 43 мм.

По степени удароопасности участки пластов разделяются  на две категории: "опасно" и "неопасно". Категория "опасно" соответствует  состоянию участка угольного  пласта, в пределах которого может произойти горный удар. На таком участке выработки должны быть приведены в неудароопасное состояние. Запрещается передвижение и нахождение людей, не связанных с профилактической обработкой, по этим выработкам до приведения их в неудароопасное состояние.

Категория "неопасно" соответствует  неудароопасному состоянию и  не требует проведения профилактических противоударных мероприятий на пласту угрожаемому по горным ударам. При  этом сохраняется необходимость  периодического прогноза удароопасности согласно требованиям "Инструкции...по горным ударам".

В очистных забоях первое контрольное  определение удароопасности производится в монтажной камере и в прилегающих  выработках перед началом очистных работ. При ведении очистных работ  прогноз удароопасности производится через интервалы, устанавливаемые главным инженером шахты с учетом шага посадки кровли, но не более чем через 25 м.

При простое лавы более  трех суток прогноз удароопасности необходимо осуществлять также как  перед началом очистных работ  в лаве.

В подготовительных забоях, проводимых вне зоны влияния очистных работ и ранее сформированных выработанных пространств, контрольные  замеры должны производится с интервалами  не более 75 м.

В зонах влияния ранее  сформированных выработанных пространств  или в осложненных условиях периодичность  прогноза по согласованию с ВНИМИ  устанавливает главный инженер  шахты в зависимости от горнотехнической обстановки.

В особо сложных условиях (в зонах влияния нарушений, ПГД, при подходе лавы к передовой  выработке и др.), а также при  установлении предыдущими замерами категории "опасно", контроль в  очистных и подготовительных выработках производится через 2 м подвигания забоя.

При установлении категории "опасно" горные работы прекращаются и участок пласта приводится в  неудароопасное состояние локальными мерами борьбы с горными ударами, определяемыми "Инструкцией...по горным ударам". После приведения участка  пласта в неудароопасное состояние  производится контроль эффективности  применения профилактических мероприятий. Разрешение на производство горных работ  дает главный инженер шахты после  установления категории "неопасно" на участке пласта, на котором применялись  локальные меры борьбы с горными  ударами.

2.3.4 Мероприятия по предотвращению прорывов воды и газа из затопленных выработок и по безопасному ведению горных работ в опасных зонах

По пластам Болдыревскому  и Поленовскому в 1950-1980 годах велись очистные работы в центральном поле, выработанные пространства пластов  в настоящее время затоплены. Объемы воды составляют по пласту Болдыревскому 3 млн. м , по пласту Поленовскому 1,5 млн. м³.

Для того, чтобы предотвратить  прорыв воды, проектом предусматривается  оставление барьерного целика под предполагаемые затопленные участки (см. чертеж. 3935КП-109-2,3-ТХШ) в соответствии с «Инструкцией по безопасному ведению горных работ  у затопленных выработок», М., 1996г. Ведение горных работ в границах опасной зоны должно осуществляться с соблюдением требований ПБ и  вышеприведенной инструкции. Ведение горных работ по проведению наклонного конвейерного ствола и наклонного вентиляционного квершлага производится согласно дополнительному заключению СФ ОАО ВНИМИ №72 от 27.05.2008 г. (см. приложение).

Магистральные штреки пластов  Болдыревского и Поленовского в  районе между Береговой и 1 Городской  разведочными линиями пересекают Западно-Камышанский всброс, который имеет непосредственную связь со старым затопленным выработанным пространством. На момент выполнения настоящего дополнения к проекту магистральные штреки в данном районе уже пройдены. При переходе Западно-Камышанского взброса данными выработками не наблюдалось значительного увеличения водопритока.

Разрывных нарушений в  границах рассматриваемых лав геологоразведочными  работами не выявлено, тем не менее, в пределах поля Шахты им. С.М. Кирова возможно наличие мелкоамплитудных разрывов, осложняющих ведение горных работ.

При проведении выработок  в зонах влияния геологических  нарушений или при переходе последних  проектом предусматривается применение рамной металлической крепи и  при необходимости ее усиление. Для  химического упрочнения нарушенных зон угольного пласта, неустойчивых вмещающих пород предусматривается  применение органоминеральных смол типа Geoflex или Wilkit-E и др.

Органоминеральные смолы  применяются для устранения конвергенции (пучения), снижения горного давления и незначительных сдвижений горных пород. Укрепленный смолой уголь  поддается резанию и взрывным работам.

Органоминеральная смола  Geoflex, производимая фирмой "Carbo Tech Fosroc GmbH", состоит из двух жидких компонентов, которые в объемном соотношении 1:1 (35:30 кг) при помощи насоса подаются по шлангам, перемешиваются в смесительной трубке и через анкерную систему и герметизатор нагнетаются в упрочняемый массив.

Реакция компонентов начинается в смесительной трубке, а полное отвердение

полимерной смеси происходит через 3-4 минуты после смешивания компонентов  полимерного состава. Неорганический компонент представляет собой минеральное  вещество на водной основе, органический компонент состоит, главным образом, из изоцианата.

После смешивания обоих компонентов  происходит экзотермическая реакция, при которой смесь сначала  имеет жидкое состояние, затем пластичное и потом становится твердой.

В отличие от полиуретановых смол, органоминеральная смола Geoflex обладает следующими преимуществами:

• объем смолы после реакции компонентов не увеличивается, что не приводит к увеличению трещиноватости и разрушению горного массива;
• компоненты смолы реагируют в обводненной среде, а короткое время реакции предотвращает смыв смолы водой при ведении работ.

Оборудованием для производства работ по нагнетанию органоминеральной  смолы Geoflex являются компактные двухкомпонентные насосы с гидравлическим или пневматическим приводом, а также нагнетательные и сливные шланги, запорные краны, ниппели, соединительные муфты и скобы, статический смеситель с пластиковым смесительным элементом, пластиковые нагнетательные трубки и герметизаторы.

Техническая характеристика органоминеральной смолы Geoflex приведена в Табл. 2.3.4-1.

Отработка пластов Болдыревского  и Поленовского на геологически нарушенных участках должна производиться в  соответствии с «Руководством по переходу геологических нарушений  механизированными комплексами», Прокопьевск, 1982 г.

Работы по переходу нарушений  должны проводиться в соответствии с паспортами ведения очистных работ  и управления кровлей, которые включают в себя выбор способа и варианта присечки боковых пород, технологическую  карту перехода, мероприятия по управлению комплексом, меры контроля и безопасности ведения работ. Перед переходом  и после него необходима полная ревизия  всех частей комплекса.

При наличии слабых зон  пород необходимо производить их упрочнение органоминеральными смолами  типа Geoflex или Wilkit-E или перетяжку кровли затяжками или распилом, а при высыпании пород впереди очистного забоя укрепление пород осуществлять с помощью опережающей крепи (металлические трубы, рельсы с перекрытием их плахами или однорезками). При отжиме угля из забоя необходимо его анкеровать деревянными анкерами длиной на 0,5 м больше глубины зоны отжима.

В случае блочного обрушения  кровли, применяется ее укрепление металлической анкерной крепью. Пустоты  под секциями крепи подбучиваются  деревянными клиньями (отрезки шпальных брусьев, распилы). В период длительной остановки комплекса производится подбивка деревянных стоек под перекрытие комплекса.

Табл. 2.3.4-1

Техническая характеристика оргапоминеральной  смолы Geoflex

Наименование характеристики	Показатель
1	2
Начало  реакции, сек	15-20
Время реакции, мин	3-4
Температура реакции, °С	98
Коэффициент вспенивания	1
Конечное  состояние	полутвердо-
	эластичное
Предел  прочности на сжатие, МПа	50
Расстояние  между шпурами, м	4
Удельный  расход смолы на 1 м шпура, кг	17

Во время перехода нарушения  в течение всего периода маркшейдерская служба должна контролировать положение  комплекса в пространстве. Все  работы по переходу нарушения производятся в присутствии технического надзора.

Для незатампонированных  или некачественно затомпонированных  скважин отделом главного маркшейдера  строятся опасные зоны, которые наносятся  на планы горных работ.

Границы опасной зоны отмечаются плакатами с надписью "Опасно-скважина", которые вывешиваются на примыкающем  штреке.

При работе в опасной зоне выходы из лавы не должны быть загромождены.

Зона расположения скважины проезжается комбайном с большой  осторожностью в присутствии  лиц технического надзора. Необходимо вести наблюдение за "потением" забоя и кровли, наличием капежа из них, усилением кливажа, а также  регулярно производить замер  газа метана автоматическими приборами  непрерывного действия.

Предусматривается опережающее  бурение шпуров на вскрываемую скважину.

При вскрытии скважины в случае активного истечения воды из нее  или выделения газа метана с превышением  допустимых норм, электроэнергия в  лаве отключается и люди выводятся  из забоя.

Во время выемки угля комбайном  сверху вниз при работе в опасной  зоне нахождение людей ниже комбайна в зоне изгиба лавного конвейера  запрещается, так как в момент вскрытия скважины возможен гидравлический удар.

Работы в лаве возобновляются после спуска воды из скважины до установившегося  свободного истечения и снижения концентрации газа метана до допустимых норм ПБ, проверки состояния лавы и  выработок горным мастером, находящимся  на смене.