Министерство угольной промышленности СССР Академия наук СССР Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени Институт горного дела нм. А. А. Скочинского

Утверждена заместителем начальника Технического управления Министерства угольной промышленности СССР В. Т. Волковым 17 феврали 1981 г.

ВРЕМЕННАЯ ИНСТРУКЦИЯ ПО ОХ РАПЕ ВЫЕЛЮЧНЫХ ВЫРАБОТОК ПОЛОСАМИ ИЗ ТВЕРДЕЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Москва

1981

3.7, При применении способа охраны полосами из твердеющих материалов для каждой выработки должен составляться "Проект охраны выемочной выработки", который должен включать:

Рио. 4. Варианты раополоивкжя оборудованы в выработка по схеме 11:

I - пбШ доят щ аолшта сжатого аоодуха; 2-0*-roapjnau мша Сь-€7; Э - п*р*Г1Т*ат*л; 4 - 0*~ ГОЮМШП1 6 - правши* буолр; Б - мбсхха; 7 -воат«1мро10«;8 - nOni ши ш цодар» мприл;

горно-геологическне и горнотехнические условия; выбор материала; расчет параметров полосы; выбор схемы возведения полосы и оборудования; паспорт охраны выемочной выработки (дополнение к паспорту крепления и управления кровле!);

организацию работ по приготовлению и загрузке сухо! смеси;

организацию работ по воэведенню полосы; мероприятия по технике безопасности.

В вдовстве примера в приложении приводится проект охраны 34-го сортового игрека пл. aj Сокалъскжй на вахте * 9 "Велико-чостове кой" производственного объединения "Укрзападуголь".

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СПОСОБА ОХРАШ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК ПОЛОСАМИ ИЗ ТВЕРДЕХШ МАТЕРИАЛОВ

4.1.    В качеотвв параметров способа определяются: ширина полосы;

прочность материала полосы через сутки после ее возведения; прочность материала полосы через 28 сут после возведения; допустимое отставание возведения полосы от очистного забоя; расстояние от контура выработки до полосы.

4.2.    Ширина полосы должна рассчитываться по формуле

(I)

СМС

где к. - коэффициент запаса, равный 1,5 (при ширине полоо свы-³ вв 1,5 и 1,2);

т - мощность пласта;

Р_р - нагрузка на I м полосы (см. □. 4.4);

6_СМС - прочность материала полосы при одноосном сжатии через 28 сут после вв возведения, полученная на стандартных кубических образцах.

Значение ширины полосы должно быть не менее 0,7т.

4.3.    При расчете по формуле (I) прочность полосы принимается для имеющихся в наличии материалов (см. раздел 2). Если расчетная ширина полосы окажется больше, чем позволяет технология ее возведения (ом. раздел 3), необходимо применить более прочный материал.

4.4.    Нагрузка на I м полооы из твердеющего материала определяется по формуле

„ ^ТК(^{> +}    +t,s)+re₀( ют    -    V/V4*

Р^Я    21    -    т    +5    ---

где Г - плотность покрывающих пород ( Г * 25 кН/м³ « 2,5 тс/м³); Н_м - мощность непосредственной кровли, м;

6 - ширина выработки в проходке, м;

t' ~ шаг обрушения основной кровли, м. При h&10m принж-^и мается с₀ = 0.    и

II

4.5.    Максимальное отставание полосы от крепи лавы не должно превышать суточного подвивания очистного забоя, но не более 3 м, а при арочных породах кровли - не более 6 м.

4.6.    Расстояние от контура выработки в проходке до полосы (ширина бермы) долило быть не менее высоты нихней подрывки при прочности пород почвы на сжатие менее 40 МПа (400 кгс/см^) и не менее 0,6 выооты нижней подрывки при большей прочности пород.

Приложение

ПРОЕКТ охраны 34-го бортового штрека пл. n_f шахты Л 9 "Велнкомостовская" про*зводетввиного объединения "Укрзападуголь"

Горно-геологические и горнотехнические условия

ff

1.    Индекс пласта а, Сокальскнй.

2.    Мощность пласта 1,40 и.

3.    Угол падения 0-2°.

4.    Кровля: непосредственная % отсутствует; основная - мелкозернистый кварцевый песчаник, мощность 8-10 м, коэффициент крепости пород по Протодьяконову / - 7-8, _сж,^т 70-80 МПа (700-800 кго/oi^), ваг обрушения 18 м.

5.    Почва: алевролит; мощность 4,5 м, J - 5-6,    50-60    Ша

(500-600 кго/ом²).

6.    Бортовой штрек: длина 1100м, сечение 9,2 м², ширина вчерне 3470 мм, высота кихней подрывки 1600 ш, тип применяемой крепи АД-9,2.

7.    Средняя окорооть подвиганяя очиотяого забоя 2,5 ы/ojt.

Выбор материала

В качестве материала для возведения полосы используется смеоь, состоящая из 2Ь% цемента марки 600, ЬО% щебня и 2Ь% пео-

М- Средняя прочность на сжатие через I оут после возведения составляет 6^ 10,7 Ша (107 кго/ом²), чврее 28 оут - 21,2 МПа (212 жго/ом²).

Расчет параметров полосы

Для расчета принимаются следующие походные данные: т. - 1,4 м - мощность пласта;

Г «25 кН/м³ (2,5 тс/м³) - плотнооть перед;

* 0 - мощность непосредственной кровли;

?_Q - 18 м - ваг обрушения основной кровли;

13

В - 3,5 м - ширина выработки вчерне;

6_сж^ш 20 МПа (200 кгс/см^) - прочность материала полосы через

2о сут;

к у а 1,5    - коэффициент эалаоа;

6с»е^т 50    (500 хгс/см²) - прочность пород почвы на сжатие;

У₃ * 2,5 м/сут - скорость подвигания очистного забоя;

L - 1100 и - длина отолба.

Нагрузку на полосу определяем по формуле

Vh_M(6+2_t6)(3 +0,^К_Н + 2,5) + Yt₀(lOm,“h_M)(tQ+O_tkh_H+km)

^РР~    28-т +5

В соответствия с дальностью доставки материала по горизонтали машиной СБ-67 (200 м) возведение полосы на всю длину столба (1100 м) осуществляется с четырех установок машины (три перемонтажа оборудования): на главном вентиляционном штреке, в двух нишах на бортовом штреке и на главном откаточном штреке. Ниши оборудуются на расстояниях 360 и 760 м от откаточного штрека.

Помимо бетонирующей машины, в нише располагается следующее оборудование:    бетономешалка    КГЛ-150, ленточный перегру

жатель ПДЦ-4,5, червячная лебедка РЧП-180А.

Размеры ниши, определяемые габаритами оборудования, ооотав-ляют: джина 8 м, ширина 3 м. Схема расположения оборудования * нише показана на рио. X.

Рво. I. Првяпшжалаиг схеме ршоаолояляял оборудован** и 34-я бортовом гг ре и ора возведено полосы вз твардвшх натврвалов: I    - «с»да; 2 - 9*т«Ю1мтш| 3 -    4 ' 5 - сммпм:ш :*тт»с1,7пшл мам; 6 - грубеерсжож Ш вожжа иггврвдл* ; 7 - гвба| иш да вожжа **г«ржжжж; А- ооолв; 3 - оиддуС» ;1и - пси ос* и гмржымго мт*»»Д«| II    - гобжжВ миг да юна ко; 12 - гчаовжж »6ot*oro жоожВжра; 13 - труоссрсжож и* ооаа *о*>;    14    -    бу**»Р; IS - ко ггч1ш родео; 16 - туу Осевою ж да вожжа а»*того *w-

Трансиортврование сухой смеси с поверхности до ниши осуществляется d контейнерах, разделенных на два отделения. В одно (меньшее) засыпается цемент, в в другое - наполнитель (щебень ■

15

УДК 622.H3l.24 (083.96)

Настоящая инструкция разработана на оонованив анализа результатов шахтных и лабораторных исследований КГД жмени А.А.Скочинского в течение 1970-1980 гг., экспериментальных работ ДокУГИ ■ ДНепрогнпрошахта,а также зарубежного опыта.

В «нотрукдии изложены сущность способа охраны выемочных выработок полосами из твердеюцих материалов, описаны рекомендуемые материалы, средства механизации ■ технология возведения полоо, показаны условия применения опоооба, в качеотве примера приведен проект охраны 34-го бортового штрека вахта Л 9 "Великомоотовская" производственного объединения "Укрзападуголь",

Инструкция предназначена для использования работниками производственных объединений, угольных шахт ■ проектных организаций при выборе материалов, средств механизации ж технологии возведения полоо из твердеющих материалов для охраны выемочных выработок.

Инструкция ооотавлена кандидатами технических наук А.С.Диманштейяом и В.А.Мельниковым, инженерами D.В.Чебышевым и Н.Я.Полицуком Под научным руководством докт.твхя.науж Г.А.Каткове.

HiKnttyi mpHoio яг.ч« им. Л. Л. (,Мочи1икт (HI Д им. Д. А. (.почетном»), 13М|

ввданив

В основе одного яз наиболее прогрессивных способов охраны выемочных выработок, предназначенных ддя повторного использования, лежит применение полос из твердеющих материалов. При этом способе значительно сокращаются затраты на поддержание выработок ■ полностью механизируется процесс возведения вышеуказанных полоо.

Наиболее рационально возводить полосы пневматическим способом, обеспечивающим значительную скорость возведения полоо ■ высокое качество работ. Для этих целей рекомендуется использование серийного оборудования, предназначенного ддя бетонных работ.

Инструкция является временной и будет действовать до начала выпуска специального оборудования для возведения полос иэ твердеющих материалов. Инструкция не исключает возможности замены рекомендуемого оборудования я схем его расстановки применительно к конкретным условиям.

Выбор способа охраны повторно используемых выработок (полоо из твердеющих материалов или костров, органной крепи, железобетонных тумб и др.) следует производить на основе технико-экономического анализа о учетом затрат на поддержание выработок, определяемых на базе прогноза смещений пород в соответствии с "Указаниями по рациональному расположению, охране и поддержанию горных выработок на угольных шахтах СССР" (Л., ВНДОИ, I97B). ¹

отработке соседнего выемочного столба или для вентиляции, транспорта и других целей при отработке, данного выемочного столба (рио. I).

Pio. 1. Схема охраю выемочной выработки полосой ■ е гвердегоаго материала

1.2.    Способ оостоит в возведении механизированными средствами аоеади крепи лавы полосы ив твердеющего материала, располагаемо! вдоль выработки эа ее контуром оо стороны выработанного пространства и олухаое! для поддержания пород кровли над выработкой ■ полного и своевременного их обрушения в выработанном пространстве, а также для предотвращения поступления метана в иыработку не иработаиного пространства и утачек воздуха черев него.

1.3.    Параметры способа охрены (размеры полосы, прочность материала и др.) определяйся расчетом (си. раздел 4).

1.4.    Способ охраны выработок полосами из твердеющих материалов должен применяться при бесцеликовой разработке угольных пластов столбовыми и комбинированными системами по пгостиракию, па-

л

денню 1 восстании с повторным использованием выемочных выработок. Возможно применение способа при сплошной системе разработки.

1.5.    Способ охраны выемочных выработок полосами из твердейших материалов может применяться при повторном использовании выработок в следующих условиях:

мощность угольного пласта (слоя) - до 2,5 м;

угол падения пласта - до 35°;

глубина разработки - любая;

обрушаемость пород кровля - любая.

1.6.    Применение способа охраны полосами из твердеющих материалов не рекомендуется при наличии пучения вмещающих пород,?.в. при ТН/6_С>4С>0,Ь₉ где Г - плотность покрывающих пород; Н- глубина заложения выработки от поверхности; 6^- средневзвешенная прочность пород почвы (кровли) мощностью, равной ширине выработки.

1.7.    С экономической точки зрения применение полос из твердеющих материалов наиболее эффективно в следующих условиях: мощность пласта до 2,0 м; угол падения до 20°; кровля - оредне-или труднообрутающаяся; подрывка пород в выработке - верхняя, так как при нижней или смешанной подрывке прочность пород почвы должна быть не менее 40 МПа (400 кгс/см^).

2.2.1.    Бетоны следующих составов:

цемент марки 500 (600) в количестве 25$ или цемент марки 400 в количестве 25$ по весу от веса сухой смеси с добавкой CaCtg в количестве 2$ от веса цемента;

наполнитель из щебня и песка в количествах соответственно 50 и 25$ от веса сухой смеси или из горелой дробленой породы о терриконов. Крупнооть щебня должна быть не более 0,4 минимального внутреннего диаметра труб и шлангов, применяемых для транспортирования и укладки смеси.

2.2.2.    Материал на ангидритовой основе:

природный ангидрит с крупностью зерен 0-6 мм, содержанием фракций 0-0,2 мм не более 30$, влажностью при подаче в шахту не более 5$;

активатор NagSO+i0,35-0.45$) и Fe S0_V (0,4-0,6$).

2.3.    Количество воды, подаваемой в смесь при возведении по-лооы, регулируется оопловщиком и определяется визуально в соответствии о инструкциями к бетонирующим машинам. Смесь должна хорошо смачиваться, но не растекаться.

2.4.    Допускается использование других материалов, отвечающих требованиям, наложенным в п. 2.1.

3. ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ПОЛОС ИЗ ТВКРДШШХ МАТЕРИАЛОВ И СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ

3.1.    Основным влементом технологической цепи является бетонирующая машина, в которую подается в сухом виде ааранее перемешанный материал (при применении машин типа ПЬМ, имеющих собственный шнековый смеситель, предварительного перемешивания не требуетоя^. Затем при помощи сжатого воздуха материал от машины транспортируется по трубам к меоту возведения полосы, где после смачивания черев сопло подается в опалубку.

Основные технические характеристики рекомендуема отечественных бетонирующих мешки во взрывобезопасном исполнении приведены в таблице -

3.2.    Возведение полосы должно производиться о пряменеккем опалубки, представляющей ообой два ряда стоек,* обнятых доскямк. Стойки опалубки одновременно служат временной крепью. При наличии прсчных пород кровли может применяться передвижная опалубка, тп«структурно связанная с лявной механизированной крепью.

Показатели		БетокиDYnmiе машины
	СБ-67	Ш-60	ЬМ-56	ПШ-Х
Номинальная производительность, »Р/ч	4	3	5-6	8
Эксплуатационная производительность, цЗ/смену	5-6	I0-IJ	16-18	9-10
Вместимость камер», м3	0,35	-	-	4
Размер фракций наполнителя, мм	20	25	40	10
Давление одатого воздуха, Ы1а Дальность транспортирования, м:	0.6	0,2-0,5	0.4-0,5	0,4-0,6
□о горизонтали	200	200	250	200
ао вертикали	35	30	100	-
Ооновкые размеры, мы:
вы оо та	1700	1600	1680	1780
ширина	1100	1100	850	1320
длина	2000	1740	1450	4313
Маоса, кг	1000	900	820	6560

3.3.    Помимо бетонирующее машины, в комплекс оборудования могут входить бетоносмеситель, перегружатель*' и лебедка. Транспортирование материала с поверхности до бетонирующей машины рекомендуется производить в контейнерах¹* .

Обеспечение сжатым воздухом производится от стационарной шахтной сети иди от передвижных шахтных компрессоров.

3.4.    Рекомендуются две схемы возведения полос из твердеющих материалов:

а)    с расположением оборудования в специальных нишах, пройденных в стенке выработки, или на магистральной выработке (охема I);

б)    о расположением оборудовшшя в выработке вблизи ее сопряжения с лавой (схема II).

3.5.    В схеме I (рис. 2) для возведения полос могут иополь-воваться бетонирующие машины СБ-67, БМ-60, БМ-бЪ и ПЬМ-1. Выбор типа машины производится на основании требуемой производительности и принятой организации работ, которая должна быть увязана о работами в лаве. ^{2 3}

Схема И мокет применяться в следу щи х условиях: подготовка -погорнэонтная, панельная, этажная; система разработки - длинные отодбы по простиранию, комбинированная; способ управления кровлей - полное обрушение; охраняемые выработки - транспортные и вентиляционные выемочные штреки, оборудованные рельсовыми путями.

Рио. 3. Расположение оборудования для возведен** полосы аз таер-деюои материалов по схеме II:

X - ральсош! дуть; 2 - пОа| tar для подач» материала; > — гибки! влжяг для подачи сытого воадуда; 4 > батскяруътл т-ваш; 5 - трубопровод для подачи сжатого во»дтхя; 6 - пврагру-итш на рельсовом ходу; 7 - бетономешалка; 8 - праакш! бу*-ир; 9 - лвбахка: 10 - когте Юировоз с кокта1мрам1; II - о-аат ториоаво! двбвдхх; 12 - канат кокпвво! откатка; 13 - трубопровод для подачи воды;!4 - полоса и» твардатаго материала; 15 - осаитзкл; 16 - лйШ адааг для подачи материала; 17 -сопло; IB - аабоЮШ ковва1ар; 19 - очистио! мбо!; 20 -тсчлля ивработка

При применении схемы II возможны три варианте расположения оборудования в выработке (рис. 4):

а)    используются бетонирующие машины, не имеющие смесителя;

б)    используются машины ПБМ-I в стационарном положения;

в)    используются машины ПБМ-I в качестве транспортного сосуда.

9

1

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ СПОСОБА

1,1. Способ охраны выемочных выработок полосами из твердеющих материалов является вариантом способа охраны выработок искусственными ограждениями и предназначен ддя сохранения выработок в рабочем состоянии с целью повторного использования при

3

2

Ьотоносмеситель и перегружатель применяются при использовании много-кошоненткых материалов (на иоментно1 основа) со всеми бетонируи^/м⁴ 'тиками ,кроме машин типе ПЬМ.

При применении многокомпонентных материалов следует делать понтонеры о несколькими отделениями доя перевозки материалов в доая^юваином, но не смешанном виде.

3