МИНИСТЕРСТВО УГОЛЬНОЙ ПРОАШШЛЕННОСТИ СССР ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ

КОМБИНАТ ПРОКОПЬЕВСКУГОЛЬ КУЗНЕЦКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УГОЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ (КузНИУИ)

КУЗБАССКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (КузПИ;

«СОГЛАСОВАНО»

Начальник управления Кузнецкого округа Госгортехнадзора СССР В. Ф. БАРАБАНОВ.

22 февраля 1972 года

ВРЕМЕННАЯ

ИНСТРУКЦИЯ

по применению комбинированных перекрытий УКГП при отработке мощных крутых пластов в Кузбассе

Прокопьевск 1972

АННОТАЦИЯ

В настоящей инструкции определены условия применения и основные параметры системы разработки УКГП, даны инструктивные указания и рекомендации по выбору рациональных технологических схем и правильному их выполнению при отработке мощных крутых пластов в Кузбассе.

Основные положения инструкции базируются на результатах промышленных испытаний и внедрения наиболее эффективных вариантов системы УКГП, а также исследований, проведенных в КузНИУИ, по вопросам проявления горного давления и установления оптимальных режимов управления комбинированными перекрытиями.

Инструкция разработана по просьбе комбината Прокопьевск-уголь и является руководством для инженерно-технических работнп. ков производства, а также проектно-конструкторских организаций.

Инструкция составлена под руководством д. т. н., проф. П. М. Ковачевича (КузПИ) коллективом научных сотрудников КузНИУИ и инженеров производства в составе Н. С. Арсенова, А. С. Литвиненко, В. Д. Трофимова (ответственные исполнители), к. т. н. С. И. Запреева, В. А. Сударева, инж. В. И. Черемнова, В. В. Егошина, Ю. К. Ковалева, В. А. Шишорина, Е. П. Шеметова.

Все замечания и предложения по данной инструкции следует направлять в КузНИУИ (г. Прокопьевск, пр. Гагарина. 6) для использования при последующих переработках.

29.    Подготовку выемочного блока на откаточном горизонте рекомендуется производить по двум основным схемам, предусматривающим проведение всех нарезных выработок с одного откаточно-конвейерного штрека (рис. 2, а) и с двух или более штреков (рис. 2, б).

30.    При подготовке выемочных столбов с одного откаточного штрека через каждые 26—52 м проводить вкрест простирания пласта разрезной вентиляционно-конвейерный орт, располагаемый выше почвы штрека на 2 м. С орта проводить конвейерные штреки для каждого ряда нарезных выработок. Допускать проведение откаточного и одного из ближе расположенного конвейерного штрека спаренными забоями со сбойкой их вентиляционными печами через 6—30 м.

31.    При подготовке выемочных столбов двумя или более откаточно-конвейерными штреками допускать проведение одного конвейерного штрека в середине пласта выше откаточного горизонта на 6—8 м.

32.    Откаточно-конвейерные штреки должны быть оборудованы рельсовыми путями и конвейерными линиями, обеспечивающими транспортирование и погрузку угля в вагоны.

33.    Вентиляционные, углеспускпые и ходовые печи проходить по предварительно пробуренным скважинам диаметром 500 мм с последующим их расширением и креплением до поперечного сечения в свету 1,5 м².

На пластах с тектоническими нарушениями или при неустойчивом угле печи проходить только сверху вниз. Проходка печей снизу вверх может производиться только после письменного заключения геолога шахты об отсутствии тектонических нарушений и устойчивости угля.

Для перепуска угля из-под гибкого перекрытия при крепком угле в середине пласта допускать применение скважин диаметром 800 мм с разрешения главного инженера шахты.

Все печи и скважины проходить по заданному маркшейдерской службой направлению, не допуокая расположения их между секциями щитов и звеньями гибкого перекрытия.

34.    Для предотвращения забучивания углем печей или скважин разделывать аккумулирующие бункера над основным или промежуточным штреком. Бункеры должны быть закреплены и их сечение в свету составлять не менее 2,5 м². Объем бункера должен выбираться из расчета размещения всего отбитого угля за один прием взрывания.

35.    Печи, расположенные под щитами у кровли и почвы

11

пласта со стороны границы смежных выемочных столбов соединять сбойками через 6—8 м по восстанию, оборудовать и использовать в качестве ходков и для проветривания забоя под перекрытием.

36.    Проветривание забоя под перекрытием осуществлять струей свежего воздуха, направленной с основного штрека в забой через крайние от завала печи с отводом струи из-под перекрытия через входные углеспускные печи, сбойки и ходовые печи на вентиляционные штреки, расположенные у кровли и почвы пласта.

37.    Для обеспечения нормальной вентиляции между первой и второй печами от завала в середине пласта проходить дополнительные вентиляционные печи на высоту 15—20 м от основного штрека со сбойкой их на соседние углеспускные печи.

38.    На всех входных сбойках до начала пуска перекрытия возводить тесовые перемычки с откидной лядой; открытой оставлять только сбойку, по которой проходят под перекрытие. Изоляцию пройденных перекрытием сбоек производить в соответствии с «Инструкцией по предупреждению и тушению подземных эндогенных пожаров на шахтах комбината Кузбассу голь». Кемерово, 1968-

39.    Расчет количества воздуха, подаваемого под перекрытие, производить с учетом максимального объема призабойного пространства при наличии поперечных проходов под гибким перекрытием и при максимально допустимом их поперечном сечении, равном б—8 м²-

40.    Проветривание тупика основного штрека, оставляемого для размещения порожних вагонов под погрузку, определять проектом подготовки выемочных участков.

III. КОНСТРУКЦИЯ ПЕРЕКРЫТИЯ,

ЕГО МОНТАЖ И ОБОРУДОВАНИЕ

41.    Конструкцию комбинированного перекрытия выполнять секционными или бессекционными щитами, располагаемыми у кровли и почвы пласта, и гибким металлическим перекрытием, усиленным по торцам и между щитами ребрами жесткости из круглых бревен (рис. 3).

42.    В зависимости от мощности пласта принимаются следующие конструкции и размеры щитов;

12

24-38
Рис. 3 Конструкция комбинированного перекрытия УКГП: А— крепление ребер жесткости на гибком перекрытии: Б—крепление гибкого перекрытия к щитам; С —схема переплета металлических лент основы гнбкогоперскрытия

Мощность пласта, м	Щиты у кровли и почвы пласта	Ширина щита, м	Толщина накатника, см	Колнч. рядов наката
10—15	Бессекционныс с усиленными поясами связи	3-4	40—45	2—3
15—20	Секционные с металлическими прогонами связи	4—5	26-30	4—5
свыше 20	Секционные с металлическими прогонами связи	5—6	26—30	5-6

43.    Длину секции щита по простиранию пласта принимать равной 6 м.

44.    Комбинированные перекрытия монтировать на вентиляционном горизонте этажа (подэтажа) в монтажных камерах. проведенных широкими и узкими забоями-заходка-ми последовательно на всю мощность и по простиранию пласта.

45.    Работы по проведению монтажной камеры и монтажу перекрытия производить по специальным паспортам, составленным в соответствии с настоящей инструкцией с учетом конкретных горногеологических условий и требований правил безопасности.

46.    Паспортом проведения и крепления монтажной камеры должны быть определены основные размеры перекрытия и его элементов по простиранию и вкрест простирания пласта, порядок проведения камеры, конструкция крепи и плотность ее возведения, схема транспортирования угля и проветривания забоя, последовательность монтажа всех звеньев перекрытия.

47.    Работы по монтажу перекрытия начинать после окончания подготовительных и разведывательных работ в выемочном столбе.

48.    Устья всех углеспускных печей и скважин в сопряжении с вентиляционным штреком и монтажной площадкой должны быть закреплены венцовой крепью на расстоянии не менее двух метров и перекрыты откидными лядами или решетками.

49.    Для монтажа щитовых секций у кровли и почвы пласта камеры проводить последовательно широкими забоями по простиранию или вкрест простирания пласта. Ширину, длину и высоту камеры во всех случаях определять размерами сек-

ции щита с учетом удобства и безопасности работ в забое (рис. 4).

50.    При проведении монтажной камеры вкрест простирания пласта верхняки крепи устанавливать одним концом на поперечные спаренные подхваты, другим — на деревянные или металлические стойки трения типа ТПК.

51.    По мере подвигания монтажной камеры и после ее прохождения под верхняки крепи, в середине, должны быть установлены подхваты.

Крепь штрека в сопряжении с камерой должна быть усилена двумя подхватами, постоянно опережающими забой камеры не менее чем на три метра.

52.    Проветривание забоя камеры осуществлять за счет общешахтной депрессии через углеспускную печь или скважину диаметром не менее 850 мм.

53.    Уголь из забоя камеры транспортировать в ближайшую углеспускную печь или скважину.

54.    На подготовленной площадке в камере после выемки угля в горизонтальном проходе шириной 2 м и глубиной 1,5 м монтировать металлический каркас секции щита, затем укла. дывать и стягивать металлическими прогонами деревянный накатник.

55.    На накатнике в середине секции щита под верхняки крепи рассечки выкладывать бутовую костровую крепь.

56.    В междущитовом целике камеру проводить узкими забоями-заходками в направлении от почвы к кровле пласта или в обратном направлении, или встречными забоями от кровли и почвы к середине пласта. Ширину заходки в свету принимать 3,5—4 м, высоту — 1,8 м. Проветривание забоя осуществлять за счет общешахтной депрессии, уголь из забоя транспортировать в ближайшие углеспускные печи, расположенные под щитовыми секциями.

57.    Гибкое перекрытие монтировать после проведения камеры-заходки на всю ширину междущитового целика.

58.    Основу гибкого перекрытия выполнять из металлических лент сечением 3.2x50 мм, укладываемых впереплет вкрест простирания л по простиранию пласта. Количество металлических лент, укладываемых вкрест простирания (ш) и по простиранию (п) пласта на 1 м² площади перекрытия в каждом отдельном случае определять в зависимости от мощности пласта, высоты этажа и для типичных условий рекомендуется принимать:

15

Рис. 4. Порядок проведения монтажных камер и монтажа звеньев комбинированного перекрытия

ВВЕДЕНИЕ

На шахтах Прокопьевско-Киселевского угольного района Кузбасса при отработке мощных крутых пластов с 1963 г. внедряется вариант щитовой системы разработки с применением управляемых комбинированных гибких перекрытий — УКГП.

Сущность системы разработки УКГП состоит в том, что пласты отрабатываются столбами по падению на полную мощность без разделения на слои под защитой комбинированного перекрытия. Выемочные столбы нарезаются углеспуск-ными печами в 2—3 ряда. Конструкция перекрытия выполняется гибким металлическим настилом, усиленным со стороны кровли и почвы пласта жесткими звеньями — секционными или бессекционными щитами. С помощью этих щитов осуществляется управление гибким перекрытием при перемещении по падению пласта.

Практика показала, что данный способ разработки при меньшей трудоемкости позволяет повысить концентрацию очистных работ, увеличить производительность труда, значительно сократить расход лесных материалов и металла, снизить потери промышленных запасов угля. Однако при испытании отдельных вариантов этого способа разработки в различных горногеологических условиях наблюдались случаи натяжения гибкого перекрытия и отхода щита от кровли пласта. Основными причинами этих явлений наряду с неправильным выбором формы очистного забоя и положения перекрытия в пласте были нарушения порядка ведения очистных работ и режимов управления перекрытиями.

Целью настоящей инструкции является дать рекомендации по выбору рациональных схем подготовки выемочных

Я

столбив, конструкций перекрытий и способов их монтажа, по определению рациональных форм очистных забоев и порядки ведения очистных работ, обеспечивающих направленное перемещение перекрытия по падению пласта в различных горногеологических условиях. Четкое выполнение основных положений инструкции обеспечит высокую производительность и безопасность работ в очистных забоях.

I. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ С КОМБИНИРОВАННЫМИ ПЕРЕКРЫТИЯМИ УКГП

1.    Систему разработки УКГП (рис. 1) рекомендуется применять для отработки крутых пластов мощностью 10 м и более с углами падения свыше 65° при отсутствии тектонических нарушений и изменений мощности пласта, превышающих 20% его мощности.

2.    На участках с тектоническими нарушениями, переменными углами падения и изменениями мощности более 20% применение системы УКГП допускается по особому проекту, предусматривающему разделение этажа на подэтажи. В этих случаях перевод перекрытий через подэтажные штреки запрещать.

3.    Применение системы УКГП для разработки замковой части антиклинальных и синклинальных складок мощных крутых и наклонных пластов допускать по особому проекту, утвержденному главным инженером комбината при потерях угля не более 30%.

4.    В зависимости от мощности и угла падения пласта систему УКГП применять в следующих основных вариантах:

а)    на пластах мощностью 10—15 м при углах падения более 05° с отработкой угольного массива под гибким перекрытием односкатными забоями при наклоне перекрытия в сторону почвы пласта, и при углах падения свыше 75° — односкатными забоями с наклоном перекрытия в сторону кровли пласта;

б)    на пластах мощностью 15—20 м при углах падения более 70° с отработкой угольного массива под гибким перекрыти-

5

т* A Рис. I. Система разработки мощных крутых пластов столбами по палению с применением комбинированных перекрытий УКГП

ем двускатными забоями и выпуклым положением перекрытия вкрест простирания пласта;

в) на пластах мощностью более 20 м при углах падения свыше 70° с отработкой угольного массива под гибким перекрытием многоскатными забоями и волнообразным положением перекрытия вкрест простирания пласта.

5.    Выемку угля под перекрытием производить из поперечных и продольных проходов полосами по простиранию в восходящем или нисходящем порядке или полосами вкрест простирания пласта с применением буро-взрывных работ.

6.    Форма очистных забоев вкрест простирания пласта и порядок ведения очистных работ под перекрытием должны обеспечивать самотечное транспортирование угля из-под гибкого перекрытия, устойчивое положение щитов у кровли и почвы пласта, направленное перемещение всех звеньев перекрытия по падению пласта.

7.    Основные параметры очистных забоев (форма забоя и положение перекрытия вкрест простирания пласта, наклон поперечных скатов к горизонту, мощность вынимаемого слоя и порядок его отработки, расположение углеспускных печей в пласте, прочность металлического настила, конструкция щитов и их размеры вкрест простирания пласта, шаг посадки перекрытия) должны быть определены в зависимости от горногеологических условий с учетом накопленного опыта работ, сроков отработки выемочного столба и установлены специальными паспортами крепления и управления кровлей.

8.    Во всех случаях комбинированные перекрытия монтировать в горизонтальной плоскости и выполнять гибким металлическим настилом, усиленным со стороны кровли и почвы пласта жесткими звеньями-щитами. С помощью щитов производится управление гибким перекрытием при перемещении по падению пласта.

9.    Размеры перекрытия вкрест простирания пласта во всех случаях принимать равными нормальной мощности пласта.

10.    Ширина выемочных столбов при высоте этажа до 60 м должна быть не менее 30 м, при высоте этажа более 60 м — не менее 24 м. В порядке исключения, а также при окончании отработки выемочного участка ширина столба может быть уменьшена до 18 м.

11.    Целики угля между столбами должны равняться 2 м.

12.    Выемку угля под перекрытием в столбе можно начи-

7

иать при наличии подготовленного впереди столба и смонтированного в нем первого звена перекрытия по всей мощности пласта.

13. Пуск перекрытия в эксплуатацию разрешать после разведки верхнего горизонта и приведения перекрытия в рабочее положение соответственно принятой форме очистного забоя вкрест простирания пласта и образования над перекрытием защитной подушки толщиной не менее мощности пласта.

14. К моменту окончания отработки действующего выемочного столба должен быть подготовлен к выемке следующий столб.

15.    При высоте этажа более 60 м в целях уменьшения «размыва» печей допускать разделение этажа промежуточным штреком на два подэтажа; уголь с верхнего подэтажа доставлять конвейерами по промежуточному штреку до специально оборудованного углеспускпого ската. Перевод перекрытия через промежуточный штрек допускать по особому проекту (паспорту), в котором должны быть предусмотрены специальные меры безопасности работ.

16.    Границы выемочных участков как но падению, так и по простиранию пласта системой УКГП не ограничиваются и в каждом конкретном случае определяются размерами выемочных полей, принятыми на шахтах.

17.    Выемочные участки должны быть разделены на блоки. Длину блоков определять в зависимости от мощности пласта и высоты этажа с учетом скорости отработки выемочных столбов, при этом руководствоваться «Инструкцией по предупреждению и тушению подземных эндогенных пожаров на шахтах комбината Кузбассуголь». Кемерово, 1968.

18.    Эксплуатационные потери угля по системе УКГП при этажной отработке выемочных столбов не должны превышать 20%, при подэтажной отработке с оставлением междуэтажных целиков — не более 25%, в нарушенных участках пласта — не более 30%.

19.    Для уменьшения потерь угля по мощности пласта запрещать монтаж перекрытия без проведения разведки выемочного столба ортами на откаточном, промежуточном и вентиляционном горизонтах.

20.    Разработку пластов, опасных по прорыву глин, разрешается производить в соответствии с «Инструкцией по предупреждению прорывов глины в действующие горные выработки». ВНИМИ, Ленинград, 1964.

8

II. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ И ПРОВЕТРИВАНИЕ

21.    Вскрытие и подготовку выемочных участков производить в соответствии с проектами, утвержденными в установленном порядке, с учетом положений настоящей инструкции и требований Правил безопасности (ПБ, 1963 г., §§ 39—59).

22.    Вскрытие пластов на откаточном и вентиляционном горизонтах осуществлять промежуточными квершлагами по групповой или полевой схемам, принятым на шахтах.

23.    При вскрытии и подготовке пласта по групповой схеме откаточный и вентиляционный штреки проводить у почвы пласта на всю длину выемочного участка (рис. 2, а).

24.    При подготовке выемочного участка по полевой схеме вскрытие пласта осуществлять блоковыми квершлагами с по-левого штрека, располагаемого в породах со стороны лежачего бока пласта (рис. 2, б).

Основные и вентиляционные штреки проводить с блокового квершлага на всю длину выемочного блока.

25.    Во всех случаях в начале выемочного участка (блока), у границы надквершлажного целика проходить спаренные венгиляционные печи, соединяющие основной и вентиляционный штреки.

26.    На вентиляционном горизонте в пределах каждого блока проводить вспомогательный вентиляционно-монтажный штрек, располагаемый на уровне вентиляционного штрека и в 3—4 м от кровли пласта.

27.    При мощности пласта до 20 м нарезные выработки проюдить в два ряда, при мощности пласта более 20 м — в три и более ряда, при этом крайние ряды выработок располагать у почвы и в 3—4 м от кровли пласта, а средние ряды должны разделять толщину угольного массива на равные участки шириной вкрест простирания пласта 5—10 м.

28.    В каждом ряду должны быть проведены следующие нарезные выработки:

а)    конвейерный и промежуточный (подэтажный) штреки:

б)    вентиляционные, углеспускные, ходовые печи, соединяющие конвейерный, промежуточный и вентиляционным штреки;

в)    вентиляционные и разведывательные орты на вентиляционном, промежуточном и откаточном горизонтах;

г)    вентиляционные и ходовые сбойки между ходовыми и входными печами.

9