Возведение бутовых полос и охранных сооружений

В настоящее время наиболее распространенными способами охраны подготовительных выработок являются применение раз­личных искусственных сооружений и возведение бутовых полос.

При проведении выработок вслед за очистным забоем приме­няют скреперную закладку. В этом случае используют закла­дочный материал, получаемый при подрывке кровли или почвы выработок.

При проведении вентиляционного штрека по тонкому пласту с подрывкой кровли выкладывается бутовая полоса (рис. 3). Порода в выработанное пространство подается скрепером. Если производится подрывка почвы, то породу на берму или полок подают с помощью перегружателей.

Скорость движения груженого скрепера зависит от мощ­ности лебедки и составляет обычно от 1 до 1,3 м/с, а при хо­лостом ходе— 1,2—1,5 м/с. При такой скорости движения обес­печивается укладка до 15—20 м³/ч закладочного материала.

При скреперной закладке наиболее широко применяются специальные двухбарабанные лебедки, монтируемые на салаз­ках и перемещающиеся вслед за подвиганием забоя. Крупность кусков породы не должна превышать 300 мм. Если скрепер за­бирает породу непосредственно с места подрывки, то последнюю выполняют в два-три приема. Уплотнение закладочного мате­риала производят толчками скрепера. Незаложенное простран­ство шириной 1,5—2 м, остающееся у бортов штрека, заклады­вают вручную. Наблюдения показывают, что на возведение 1 м бутовой полосы с помощью скрепера при мощности пласта 0,65—0,75 м затрачивается 4,2 мин.

Затраты на скреперную закладку определяются в основном расходами на транспортирование закладочного материала и об­служивание скреперной установки. Без учета стоимости закла­дочного материала расходы на возведение 1 м³ закладочного массива обычно не превышают 0,4 руб. При хорошей организации работ по транспортированию закладочного материала до забоя и самих закладочных работ в забое достигается произво­дительность скрепера 90—100 м³/смену.

При скреперной закладке трудоемкость работ по укладке породы, получаемой с 1 м штрека, составляет 3—5 чел-смен. Усадка закладочного массива в зависимости от вида закладоч­ного материала и тщательности ведения работ изменяется от 30 до 40%.

Основные недостатки скреперной закладки: небольшая про­изводительность, недостаточная плотность закладочного массива и необходимость ручной закладки последнего (верхнего) слоя, а также частично выработанного пространства в каждом слое на контакте с боковыми породами.

Рис. 3. Схема проведения штрека с подрывкой кровли и возведением

бутовой полосы:

I — костры, 2 — конвейер, 3 — скреперная установка

При проведении выработок вслед за лавой, а также для охраны выработок, используемых повторно, возведение плот­ных бутовых полос производится с помощью дробильно-закладочного комплекса «Титан-1» (рис. 4).

Комплекс состоит из дробильно-закладочной машины «Ти­тан-1», воздуходувки ВП70, закладочного трубопровода, пере­движного распредпункта, породопогрузочной машины (ППМ4У или 1ПНБ2, 2ПНБ2) и ленточного перегружателя.

Область применения комплекса — штреки с площадью сечения 7—15 м² в свету, проводимые в породах с коэффициентом крепости до 8 по шкале проф. М. М. Протодьяконова при мощ­ности пласта до 1,5 м и угле наклона при выкладке бутовой полосы по падению до 25, а по восстанию до 6°.

Рис 4. Технологическая схема возведе­ния бутовой полосы комплексом «Титан-1»

Комплекс применяется при работе очистного забоя с инди­видуальной крепью. Участок очистного забоя, позади которого выкладывается бутовая полоса, крепится деревянной крепью. Ширина выкладываемой бутовой полосы — до 35 м.

Комплекс «Титан-1» работает следующим образом. Взорван­ная при проведении выработок порода грузится породопогрузочной машиной 1 в приемный бункер 2 дробильно-закладочной машины 3 (рис. 4). Измельченная порода подается в закла­дочное устройство 4, а затем небольшими порциями — в поток сжатого воздуха, поступающего от воздуходувки 5, и по закла­дочному трубопроводу 6 попадает в выработанное пространство. Закладка ведется полосами шириной 2,4 м. В качестве ограж­дения применяется металлическая сетка с ячейками 5х5 мм, которая прибивается к стойкам крепи.

Для формирования породной полосы на конце трубопровода установлен шарнирный отклоняющий патрубок. По мере запол­нения огражденного пространства трубопровод укорачивают на одну линейную секцию. Хронометражными наблюдениями уста­новлено, что время выполнения закладочных работ составляет около 23 % общего времени проходческого цикла. Плотность породной полосы при закладке сухим материалом составляла 0,74 и влажным — 0,77 плотности породы в массиве.

Применение пневматической закладки при выкладке буто­вых полос вслед за подвиганием очистного забоя дает возмож­ность полностью механизировать этот процесс и значительно сократить численность проходческих бригад.

При пневматической закладке трудоемкость работ по укладке породы в выработанном пространстве составляет 44 чел-смены на 1000 т добычи. Затраты на возведение 1 м³ закладочного массива (без стоимости закладочных материалов) пневматиче­ским способом по отдельным элементам составляют, %: зар­плата рабочим — 36; приготовление и доставка закладочных ма­териалов — 20; сжатый воздух — 20; материалы (трубы, лес) — 14; амортизация оборудования и др.— 10.

Рис. 5 Расположение жесткой полосы из твердеющих материалов

Рис. 6. Схема рас­становки оборудования при возведении жестких полос:

1 — лебедка; 2 — бетономе­шалка; 3 — перегружатель; 4 — ниша; 5 — пневматиче­ская бетонирующая маши­на; 6 — трубопровод для подачи материала; 7 — гиб­кий шланг для подачи ма­териала; 8 — сопло; 9 — опа­лубка; 10 — полоса из твер­деющего материала; 11 — гибкий шланг для воды; 12 — забойный конвейер; 13 — трубопровод для воды; 14 — бункер; 15 — контей­неровоз с конвейером; 16— трубопровод для сжатого воздуха

Технология возведения жестких полос из твердеющих мате­риалов заключается в следующем. Позади очистного забоя на расстоянии 1,5 м от подготовительной выработки возводится деревянная опалубка для жесткой полосы (рис.5). Ширина полосы 1,3 м. Материал, состоящий из вяжущего инаполнителя загружается в контейнеры на поверхности. Для предотвраще­ния преждевременного схватывания материала контейнеры имеют два отделения, что позволяет не смешивать материал и транспортировать его порциями. Контейнеры доставляются в шахту и подаются к нише, расположенной на бортовом штреке. Здесь контейнеры разгружаются в бункер, а затем в бетономешалку. Из бетономешалки перемешанный материал поступает на ленточный перегружатель, которым подается в бе­тонирующую машину. Из бетонирующей машины материал по трубопроводу и гибкому шлангу с помощью сжатого воздуха подается к соплу, где смешивается с водой и в виде смеси вы­брасывается в межопалубочное пространство.

Схема расстановки оборудования показана на рис. 6. Для возведения полосы используется смесь следующего состава (в %): цемента М600 — 25, щебня фракции 20 мм — 50 и песка — 25.