Министерство угольной промышленности СССР Техническое управление Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский угольный институт (КузНИУИ)

ВРЕМЕННАЯ ИН СТРУКЦИЯ

по креплению сопряжений лав на шахтах комбината „ Приморску голь“

Прокопьевск, 1974

Министерство угольной промышленности СССР Техническое управление

Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский угольный институт (КузНИУИ)

УТВЕРЖДАЮ:

Гл. инженер комбината «Приморскуголь»

И. М. МЕЛЬНИК,

8 октября 1973 г.

ВРЕМЕННАЯ

ИНСТРУКЦИЯ

по креплению сопряжений лав на шахтах комбината «Приморскуголь»

Прокопьевск, 1974

обходимо извлекать на сопряжении;

проведение штреков рациональной формы, обеспечивающей благоприятные условия для возведения и эксплуатации крепи сопряжения;

использование рациональных схем анкерования штреков;

размещение привода данного конвейера в штреках;

ликвидация ниш или уменьшение их размеров;

вынесение крайних секций механизированной крепи в сопрягаемые выработки;

применение пидрофицированных крепей сопряжений-

2.3.    В каждом конкретном случае комплекс наивыгоднейших мероприятий следует устанавливать в результате инженерного анализа, учитывающего технические возможности и особенности планируемых работ на сопряжении, а также нижеследующие положения.

2.4.    Проведение выработок комбайнами обеспечивает лучшую сохранность сопряжений и окружающего массива, в котором процессы раскрытия трещин и деформаций пород в зоне опорного давления протекают медленее, чем при буро-взрывном способе проходки.

2.5.    Подрывка боковых пород не целесообразна при проведении штреков по пластам мощностью более 1,8 л. Не рекомендуется также подрывка пород в штреках, примыкающих к нижней части лавы, на крутых пластах мощностью более 1,0—1,2 м-

2.6.    Не допускается присечка кровли пласта при неустойчивых породах мощностью более 1 м< а также при проведении конвейерных штреков на наклонных и крутых пластах с кровлями различной устойчивости.

2.7.    Прнсечку кровли пласта можно производить в штреках, проводимых по пластам пологого и слабо-наклонного падения.

Присеченная часть неустойчивых пород, образующаяся при подрывке кровли («козырек»), подлежит обязательному упрочнению анкерами, установку которых рекомендуется производить при проходке штреков или впереди лавы за пределами зоны влияния очистных работ.

2.8.    Схема расположения анкеров в штреке должна предусматривать размещение замков над нетронутым массивом угля- В слоистых породах анкеры следует устанавливать с наклоном под углом 60—70° к напластованию пород.

10

2.9.    Для обеспечения минимальных затрат на поддержание сопряжений штреки следует крепить анкерами в сочетании с поперечными подхватами, выбор которых необходимо производить в соответствии с устойчивостью пород непосредственной кровли. Если непосредственная кровля состоит из пород третьей и четвертой групп по классификации КузНИУИ, то необходимо применять жесткие подхваты, обладающие способностью сопротивляться прогибу кровли. При устойчивой непосредственной кровле целесообразно применять подхваты из полосовой стали и затяжку из металлической сетки.

2.10.    При составлении документации па отработку пласта необходимо предусматривать схему с частично или полностью вынесенным в штрек приводом лавного конвейера.

3 КОНСТРУКЦИЯ КРЕПЕЙ СОПРЯЖЕНИЙ

3.1.    В условиях шахт комбината «Приморскуголь» целесообразно применять на сопряжениях лав металлические, деревянные и гидравлические стопки, металлические, деревянные и секционные прогоны, секции крепей механизированных комплексов и гидрофицирован-ные крепи сопряжений.

3.2.    В качестве гидравлических и металлических стоек трения могут применяться стойки ГС, СГС, ТПК, ТЛ, КСТМ и ВК. техническая характеристика которых приведена в табл. 3.1.

3.3.    Металлический прогон состоит из балки длиной 4—6 м, выполненной из различных профилей проката и трех-пяти стоек, устанавливаемых под балку па почву выработки.

Техническая характер истин а профилей проката, которые могут быть использованы в качестве балок, приведены в табл. 3.2.

Для обеспечения возможности передвижки балки без выбивки стоек применяются специальные головки (рис. 3-1.) Спецголовка приваривается к выдвижной части стойки 1 и состоит из корпуса 2 и распорного клина 3 Передвижка балки на требуемое расстояние производится по желобам опецголавок после выбивки клиньев. При этом стойки сохраняют распор, в то время как балка разгружена. После передвижки балки

11

Таблица 3.1. Техническая характеристика рекомендуемых типоразмеров стоек

Тип стойки Типораз мер стойки Типораз мер насадк! Длина ст минималь ная ойкн. мм максималь ная X X s iч и х о Щ сьй Рабочее сопротивление. т Вес стойки, кг Стоимость. руб. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Г» д р а в л и ч е с к и е СТОЙКИ ГС-3 4 м 4 м 1120 1520 400 10ч- 2 20 47.6 39 5 и 5 м 1195 1595 400 10± 2 20 48.7 ГС-4 1 м 1 м 1120 1620 500 10± 2 20 61.0 2 м 2 л 1195 1695 500 10-*- 2 20 62.1 3 м 3 м 1270 1770 300 10ч- 2 20 63.2 45.5 4 м 4 м 1345 1845 500 10± 2 20 64.3 5 м 5 м 1420 1920 500 10ч- 2 20 65.4 СГС-2 Г-9 Т, 1900 2700 800 10 25 80.1 т, 1940 2700 800 10 25 82 Тз 1935 2785 800 10 25 82.7 92 т« 2040 2840 800 10 25 83.2 т. 2100 2900 800 10 25 84.3 сгс-з Г-6 1120 1620 500 7 20 56.0 Г-7 _ 1320 1950 630 7 20 62.4 100.0 Г-8 — 1600 2400 800 7 20 69,0 Мета 1 л и ч е с к не стой К II г р С н и п 0 С Т О Я II II О го с о п р отивлени я ТПК T9I1K 900 1500 600 3- 5 25 30,1 11.8 Т10ПК _ 1000 1700 700 3- 5 25 48.3 16.6 тмпк — 1180 2060 SS0 3— 5 25 54.3 18.8

1 2 3 4 5 Т9Л - 900 1500 тл Т10Л ■— 1000 1700 Т11Л — 1180 2060 вк ВК-7 — 1550 2500 ВК-8 — 2000 2950 Металлические стойки н; КСТМ КСТМ-6 КСТМ-7

1030    1825 1530    2325

---

6 1	! ^	8	9	10
600	15—20	25—30	45.2	20.0
700	15— 20	25—30	48.0	21.5
880	15—20	25-30	55.0	24.0
950	2.0	8		39.5
950	2.0	8		41.0
(растаю ш его сопротивления
795	1.5	35	53.6	12,3
795	1.5	35	64.4	15.1

Профиль проката	Площадь поперечного сечения, см2	Теоретический вес 1 му кг	Момент сопротивления		Основные механические характеристики материалов
			см3	Wy, CAt3	Временное сопротивление, кг/мм2	Допускаемое напряжение, кг/мм2
Парный спецпро-
фмль ГОСТ
5157—53
18А	22.93	18,0	42,95	62,3
18Б	23.06	18,1	50,8	52,4	50-62	26—28
28А	36.71	28.81	94,3	104,5
28Б	35 80	28,01	102,2	89,5
Взанмозаменяс-
мый спсцпрофиль
17	21,73	17,06	50,3	57,9
22	27.91	21.90	74,8	77 8	50-62	26—28
27	34,37	26,98	100,8	101,5
Двутавр ГОСТ 8239-50
14	17,4	13,7	81,7	11,5
16	20.2	15.9	103.0	15,1	38—47	22—24
18	23,4	18,4	143,0	18,4
Швеллер
ГОСТ 8239-56
14	15 6	12.3	77,8	13,3
16	18,4	14,2	103,0	16,4	38-47	22—24
Рельсы
ГОСТ 6368-52
24	32.7	25,6	87,2	175	55	—

подбиваются клинья у впереди стоящих стоек, задняя стойка убирается, переносится и устанавливается на новое место.

Применение стоек со спецголовка-ми позволяет отказаться от использования опаренных прогонов и обеспечивает непрерывное поддержание кровли с активным подпором как при передвижке балки, так и при переноске стоек.

3.4. Секционный прогон состоит из шарнирных верхмяков, соединенных друг с другом, и стоек, указанных в пункте 3.2. В качестве шарнирных верхняков могут использоваться серийно-выпускаемые верхними ти-

m

■ »"■ ■— ■ \ 1 тп 2 \ L1 9 5

Рис- 3-1- Конструкции спецголовок к металлическим стойкам трепня: а—с деревянным клином; б—с металлическим клипом-

15

Настоящая инструкции освещает основные положения и методические указания по обоснованию рациональных способов крепления сопряжений лав со штреками и содержит техническую характеристику крепей сопряжений, а также типовые паспорта.

Инструкция рассчитана для инженерно-технических работников шахт комбината «Приморскуголь» и может быть полезна для студентов и преподавателей горных вузов и техникумов.

ф Всесоюзный научно-исследовательский скиА угольный институт (КузНИУИ).

ВВЕДЕНИЕ

Настоящая инструкция составлена во исполнение приказа министра угольной промышленности СССР № 176 от 15 мая 1972 г. па основе обобщения паспортов крепления по действующим лавам шахт комбината «Приморскуголь» с учетом передового отечественного опыта и научных разработок в области крепления сопряжении лав со штреками. В работе использованы методика расчета и рекомендации, изложенные в «Инструкции по креплению и поддерживанию сопряжений лав со штреками для условий Кузнецкого бассейна».

Настоящая инструкция представляет собой документ, определяющий порядок и способы ведения работ на сопряжении ла© со штреками в зависимости от горно-геологических условий и типа применяемого технологического оборудования. Типовые паспорта крепления сопряжений охватывают условия разработки пластов тонких и средней мощности пологого, наклонного и крутого падения с применением отбойки молотков, комбайнов и комплексов, а также буро-взрывного способа выемки угля. Они учитывают также особенности разработки пластов, опасных но горным уларам, нарушен-иость месторождений Сучаиокого района и интенсивность пучения почвы в Артемовском месторождении В связи с чем, способы крепления характеризуются сравнительно большим разнообразием и включают применение главным образом комбинированной крепи, состоящей из элементов деревянной, металлической, анкерной и гидрофпцированиых крепей.

3

Использование инженерно-техническими работниками шахт рекомендуемых рациональных паспортов крепления сопряжений лав с примыкающими к ним выработками будет способствовать повышению безопасности работ при минимальном расходе крепежных материалов.

Инструкция составлена сотрудниками Кузнецкого научно-исследовательского угольного института д. т. ч., ироф. ШИРОКОВЫМ А. II. и ниж. ЛИДЕРОМ В А.. В оформлении паспортов крепления принимал участие техн. лГЛИУЛИН Р. С., а в сборе технической документации участвовали сотрудники Дальневосточного отдела КузНИУИ: инж. СЛЕПОКУРОВ А. И-, СЕРЫЙ А. М.. ИСАЧЕНКО В. М., МОСЮНЗ А. Г., ИВАНОВ И. В-

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Сопряжение лавы со штреками представляет собой сравнительно небольшой участок горных выработок, испытывающий повышенное горное давление, в пределах которого по мерс подвигания очистного забоя осу шести ястся выполнение производственных операций, связанных с выемкой ниш, доставкой материалов, обслуживанием технологического оборудования и демонтажом, переноской и установкой крепи.

1.2.    Площадь сопряжения складывается из площади шин, площади участков штрека впереди и позади лавы, находящегося в зоне опорного давления и испытывающего значительные деформации, и площади концевых участков лавы, в которых производится обслуживание технологического оборудования, перестановка крепи во в>ремя передвижки забойных машин и механизмов, установка специальной крепи или возведение бутовой полосы. В соответствии с указанными площадями следует различать в общем случае четыре рабочие зоны (см. рис- 1.1.), для которых требуется индивидуальный подход к выбору способов и схем крепления. Число рабочих зон на сопряжении можно уменьшить за счет ликвидации ниш. надежного крепления примыкающих к лавам штреков и вынесения привода лавного конвейера в штрек. Этим в значительной степени достигается снижение трудоемкости работ, выполняемых на сопряжении.

1.3.    Сохранность выработок в первой и второй зонах обеспечивается штрековой крепью или ее элементами, которые остаются после частичного демонтажа, и

5

дополнительной усиливающем крепыо сопряжения. В третьей п четвертой зонах поддержание кровли осуществляется, как правило, теми же видами крепи, что и в лаве. В этих зонах применяются также инвентарные крепи, состоящие из сдвоенных прогонов, которые обеспечивают непрерывное поддержание непосредственной кровли при поочередной их переноске.

14. В качестве крепи сопряжения используются стойки, прогоны, стропильная, гидравлическая, анкерная и комбинированная кропи. Рациональные схемы крепления сопряжений включают указанные виды крепи и предусматривают применение их в сочетании с рам-ной и анкерной штрековой крепыо. При этом учитывается, что анкерная штрековая крепь усиливается на сопряжении только конструкциями подпорной крепи, а рамная штрековая крепь — подпорной или анкерной крепыо.

1.5.    Рациональной областью применения анкеров в качестве крепи сопряжения, то есть при установке их в непосредственной близости от очистного забоя, являются верхние сопряжения лав на наклонных и крутых пластах, ниши при неустойчивой непосредственной кровле мощностью до 1,2 м и сопряжения лав со штреками, пройденными с присечкой кровли и закрепленными рамной крепыо.

1.6.    Для крепления сопряжений рекомендуются сталеполимерные и металлические анкеры распорного типа, установка которых в штреке должна производиться за пределами зоны интенсивного влияния очистных работ, а в нише — до начала выемки угля.

1.7.    Дополнительная усиливающая крепь подпорно.о типа должна возводиться или поддерживать участок штрека впереди лавы, испытывающего вредное влияние очистных работ. Величина зоны вредного влияния очистных работ, в которой наблюдается сильная деформация или поломка штрековой крепи, определяется в зависимости от горно-геологических факторов по формуле, приведенной в методике расчета.

1.8.    Общая длина участка штрека на сопряжении, требующего усиления, складывается из ширины поддерживаемого призабойного пространства и величины зоны вредного влияния очистных работ.

1.9.    Выбор схемы крепления сопряжений производится в соответствии с теми технологическими и горно-

6

геологическими факторами, которые в наибольшей степени оказывают влияние на организацию работ и условия поддержания выработок в зоне опорного давления. К числу таких факторов относятся мощность и угол падения пласта, крепость и устойчивость вмещающих пород, способ управления кровлей, форма и вид крепи штрека, характер подрывки пород и выемка ниш.

1 10. Характер и интенсивность проявления горного давления на сопряжениях лав со штреками во многом зависит от пород кровли, которые по сходству ЛИ; тол ог ячееко го состава, устойчивости и обрушаемостн целесообразно разделить на шесть групп по классификации КузНИУИ,

Первую группу совершенно неустойчивых, весьма лепкообрушающихся пород с коэффициентом крепости прецмуществетио 1—2,5 составляют весьма тонкослоистые (толщина слоя Л_с< 0,1 м) и весьма сильно трещиноватые или сильно нарушенные (несколько систем взаи|.М1Иопересекающихся трещин с расстоянием между ними (h ,< 0,1 м) углистые, углнстоглинистые аргиллиты и алевролиты.

Вторую группу неустойчивых легкообрушающихся пород с коэффициентом крепости 1,5—3    представляют

тонкослоистые (h _с < 0,2 м) и сильно трещиноватые (h 0,2 м) аргиллиты, алевролиты с углистым и глинистым цементом.

Третью группу слабоустойчнвых среднеобрушаю-щихся пород с коэффициентом крепости 2.5—4 составляют среднеслоистые (Л_с =0.2—0,5 м) и среднетре-щнноватыс (h _t =0,2—0,3 м) кремнисто-глинистые аргиллиты, алевролиты и углистые песчаники.

Четвертую группу среднеустойчивых слабообрушаю-щихся пород с коэффициентом крепости 3—5 представляют слоистые (h _с =0,5—1 м) и трещиноватые (h , =0,3—0,5 м) карбонатно-глинистые аргиллиты, алевролиты и глинистые песчаники.

Пятую грушу устойчивых труднообрушающихся пород с коэффициентом крепости    5—8    составляют

крупнослоистые (Л _с = 1—3 м) и слаботрещиноватые (к , =0,5—3 м) алевролиты и песчаники.

Шестую группу весьма устойчивых и весьма трудио-обрушающихся пород с коэффициентом крепости более 6 представляют весьма крупнослопстыс (к_с >3 м) и

8

весьма слаботрещшюватые или монолитные алевролиты и песчаники.

1.11.    В естественном состоящий толща активной (непосредственной п основной) кровли состоит из различной мощности слоев пород указанных групп, которые отделены друг ог друга слабыми прослойками, плоскостями! напластовании или скольжения Количественный состав этих групп пород в активной кровле определяет ее тип и выражается числовыми значениями, которые характеризуют степень воздействия активной кровли на крепь сопряжения.

1.12.    Угольные месторождения Приморского края соцсржат пласты, кровля которых представлена от II до VI типов по классификации КузНИУИ. К первому типу кровли можно отнести участки пластов с сильной иарушсиностыо и трещиноватостью. Тиш кровли, определяемый расчетным путем (см. раздел б), устанавливается по данным геолого-маркшейдерской документации: стратиграфические колонки, разрезы по ближайшим квершлагам и др.

1.13.    Положения инструкции относительно применения анкерной крени не распространяются на сопряжения лав при отработке пластов с кровлям'» 1-III типов но классификации КузНИУИ

1.14.    Типовые паспорта крепления сопряжений лав со штреками разработаны для более прогрессивного обратного порядка отработки при управлении кровлей полным обрушением и охране выработок целиками илц массивом угля.

2. МЕРОПРИЯТИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ТРУДОЕМКОСТИ И ПОВЫШЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ РАБОТ НА СОПРЯЖЕНИИ ЛАВ СО ШТРЕКАМИ

2.1.    Изложенные ниже мероприятия подлежат учету при составлении технической документации на подготовку н отработку выемочных полей.

2.2.    Основными мероприятиями по снижению трудоемкости и повышению безопасности работ на сопряжении являются:

проведение штреков механизированным способом;

проведение штреков по возможности без приселки кровли и без оставления угольных пачек, которые нс-