ПОДДЕРЖАНИЕ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК

Общие положения

Для правильного функционирования подготовительных вырабо­ток необходимо, чтобы площадь их поперечного сечения соот­ветствовала проектной и удовлетворяла требованиям Правил безопасности.

Под воздействием напряжений породы, окружающие выра­ботку, могут деформироваться и разрушаться, вызывая измене­ния поперечного сечения выработки и поломку крепи. Степень разрушения и смещения пород, а также поломок крепи зависит от расположения выработки по отношению к очистным забоям.

Подготовительные выработки могут испытывать влияние очистных работ в следующих зонах (рис.1): I — вне зоны влияния очистного забоя; II — в зоне влияния временного опор­ного давления впереди очистного забоя; III — в зоне влияния временного опорного давления позади очистного забоя; IV— в зоне установившегося опорного давления позади очистного забоя; V — в зоне повторного временного опорного давления впереди очистного забоя; VI — в зоне повторного временного опорного давления позади очистного забоя; VII — в зоне повтор­ного установившегося опорного давления.

Если подготовительная выработка находится на расстоянии от места ведения очистных работ, превышающем размеры зон опорного давления, то она располагается вне зоны влияния очистных работ. Если же указанное расстояние меньше зоны опорного давления, то выработка попадает в зону влияния очистных работ.

Под влиянием опорного давления деформации пород и пере­мещение их в сторону выработки становятся более интенсив­ными. Характер деформаций и величина смещений зависят от многих горно-геологических и горно-технических факторов, определяющих напряженное состояние и физико-механические свойства пород.

Рис. 1. Схема расположения зон опорного давления в подготовитель­ных выработках

В условиях деформирующихся пород применяют специаль­ные мероприятия и способы охраны выработок от разрушения: за пределами выработки оставляют целики, выкладывают буто­вые полосы или сооружают специальные искусственные ограж­дения (костры, бетонные стенки и т. д.), препятствующие обру­шению и значительному опусканию пород кровли.

Подготовительные выработки могут проводиться в массиве угля, вприсечку к выработанному пространству и в выработан­ном пространстве (рис. 2). В каждой зоне опорного давле­ния могут применяться лишь определенные способы охраны. Так, в зоне II (см. рис. 1) для охраны выработок их прово­дят в массиве угля; в зонах III, IV и V применяют способы! охраны массивом и целиком, массивом и бутовой полосой, мас­сивом и двумя бутовыми полосами, массивом и искусственным ограждением, массивом и выработанным пространством с дру­гой стороны; выработки в зонах VI и VII охраняют целиками и бутовой полосой, двумя бутовыми полосами, двумя целиками, искусственным ограждением с двух сторон.

Рис. 2. Способы охраны под­готовительных выработок: а — угольным массивом, б — угольным массивом и целиком, в — угольным массивом и бутовой полосой; г — це­ликом и бутовой полосой; д — буто­выми полосами и целиком, е — уголь­ным массивом и искусственным ог­раждением, ж — бутовыми полосами; з — угольным массивом и выработан­ным пространством, и —целиками; к — искусственным ограждением

Однако мероприятия по ох­ране выработок не обеспечива­ют полной их сохранности и бе­зопасности работы людей, так как не предупреждают дефор­маций и разрушения пород не­посредственно около выработки. Поэтому дополнительно приме­няют различные виды крепи и средства упрочнения пород. Если же эти мероприятия не дают положительного эффекта и площадь сечения выработки уменьшается до недопустимых по ПБ размеров, то производят ремонтные работы с подрывкой пород.

Комплекс мероприятий по креплению и ремонту выра­ботки, а также по упрочнению окружающих выработку пород называют ее поддержа­нием.

Для уменьшения объема ра­бот по ремонту выработок и за­трат на эти работы применяют различные способы снижения напряжений и упрочнения мас­сивов, окружающих выработку пород.

Снижение напряжений мо­жет быть достигнуто: путем вы­бора рационального для задан­ных горно-геологических усло­вий способа охраны выработки; проведением выработок позади очистного забоя; проведением выработок широким забоем; надработкой или подработкой выработки; искусственным

уменьшением длины зависаю­щих над выработанным прост­ранством консолей пород (взрывным способом) и др.

Упрочнение окружающих вы­работку пород осуществляется применением различных видов рамных крепей, анкерных крепей, временных усиливающих крепей, нагнетанием в породы вяжущих веществ.

Однако перечисленные меры не могут полностью предотвра­тить смещений пород кровли, почвы и боков выработки, что приводит к необходимости применения податливых крепей. В различных горно-геологических и горнотехнических условиях величины смещений окружающих выработку пород различны, иногда они превышают податливость применяемых в настоящее время наиболее распространенных арочных крепей (величина податливости трехзвенной арочной крепи 400 мм, пятизвенной 800 мм). В этом случае крепь деформируется и выработка тре­бует ремонта. Один из основных способов уменьшения объема ремонта выработок — проведение их с запасом на смещения пород.