Заполнение полостей выбросов породы

Существующие способы борьбы с выбросами породы, кроме щелевой разгрузки и комбайнового проведения выработок, не всегда предотвращают выбросы, а часто только уменьшают их частоту и интенсивность. В общем объеме работ по ликвидации последствий выбросов породы основные работы (около 84%) приходятся на заполнение полостей. Отсюда большое внимание следует уделять снижению стоимости заполнения полостей пу­тем совершенствования технологии производства работ, приме­нения экономичных закладочных материалов и смесей.

В практике ликвидации последствий выбросов породы опре­делились две основные схемы закладки полостей в зависимости от силы выброса:

- заполнение полостей выбросов породы малой и средней силы производится после уборки всей породы в забое и возведения постоянной крепи;

- с частичной уборкой породы, возведением перемычки, нагне­танием раствора в полость и последующим проведением выра­ботки полным сечением по затампонированным породам.

Наиболее трудоемкой и дорогостоящей является вторая схема, применение которой целесообразно при заполнении по­лостей выбросов большой силы.

Для заполнения полостей используют твердеющие смеси на основе местных материалов. Смеси должны удовлетворять са­нитарно-гигиеническим нормам и обладать небольшим объем­ным весом, удобоукладываемостью, незначительным водоотделением, адгезией с породным обнажением, малой усадкой при твердении и наборе прочности, стойкостью к возгоранию и до­статочной прочностью.

ВНИИОМШСом рекомендуются составы легких и экономичных закладок на основе местных материалов (гранулированного шлака и зоны уноса). Укладка смесей из этих материалов производится пневматическими бетоноуклад­чиками БУК-3 конструкции ВНИИОМШС и др.

Предлагаются две технологические схемы.

Схема 1 (рис. 1). Заполнение полостей выбросов малой и средней интенсивности производят после уборки породы и возведения металлобетонной или бетонной крепи. Полости в призабойной зоне должны быть заполнены закладочным материалом к началу взрывных работ в забое. Для закладки применяют смесь состава - цемент: гранулированный шлак: зола уноса в пропорции 1:12:24. Расход цемента 39 кг на 1 м³; водоцементное отношение 9,7; подвижность по конусу 8-10 см.

Рис. 1. Схема заполнения полости малой и средней силы выброса: 1- бетоноукладчик; 2 - бетоновозка; 3 - бетоновод

Схема 2 (рис. 2). Заполнение полостей выбросов большой интенсивности. После частичной уборки породы возводят пере­мычку непосредственно перед полостью. Вначале за перемычкой заполняется нижняя часть полости раствором состава 1:2:4 (цемент, зола уноса, гранулированный шлак) на высоту 1 м от проектной высоты выработки. Для ускорения процесса твердения и повышения ранней прочности в раствор рекоменду­йся вводить хлорид кальция СаСl в количестве 1—3% от массы цемента.

Заполнение нижнего слоя ведется под защитой перемычки при остановленных работах в забое. По достижении закладочным материалом прочности не ниже 0,8 МПа перемычка вскры­вается, и под защитой созданной таким образом потолочины выполняются горнопроходческие работы. Выемку затампонированных пород производят на полное сечение с использованием отбойных молотков. Параллельно продолжается дозакладка полости твердеющей смесью состава 1:12:24 по аналогии со схемой 1.

В закладочных смесях используются различные цементы, отвечающие требованиям ГОСТа. Зола уноса и доменные гранулированные шлаки не должны содер­жать мусора, землистых примесей, металлических включений и пр.

Бетоноукладочный комплекс БУК-3, применяемый схемах, состоит из пневматического бетоноукладчика с грей­дерным загрузочным устройством и бетоновода. Загрузочное устройство установлено на поворотной платформе, позволяет выгружать бетонную смесь из вагонеток, расположенных на одном пути с комплексом, с последующей ее загрузкой в бетоно­укладчик.

Техническая характеристика БУК-3

Производительность, м³/ч:

при загрузке из вагонеток 5

при прямой загрузке …. 10

Дальность подачи бетонной смеси, м:

по горизонтали до 300

по вертикали до 30

Вместимость бетоноукладчика, м³ …. 0,5

Диаметр бетоновода, мм …. 150

Давление сжатого воздуха, МПа 0,49—0,59

Максимальный размер крупного заполнителя, мм … до 50

Вместимость грейфера, м³ … 0,08

Колея, мм ….. 900

Основные размеры, мм:

длина 2440

ширина 1250

высота 2300

Масса без бетоновода, кг 2068

Рис. 2. Схема заполнения полости большой силы выброса:

а — выработка после выброса; б — заполнение полости до уровня потолочины;

в — прове­дение выработки под защитой потолочины;

1 - бетоноукладочный комплекс; 2 -бетоновозка; 3 - перемычка; 4 - контрольная труба; 5 - труба нагнетания; 6 - потолочина; 7 - верхняя часть полости

Бетононасос БН-1 конструкции ЦНИИПодземмаша, установка УПБ-3, выпускаемая Донецким эксперименталь но-механическим заводом, и другие могут применяться для на­гнетания твердеющих смесей в полости.

Полости выбросов малой и средней интенсивности, особенно распространенные в боках выработки, могут заполняться шахт­ной породой, фракционированным щебнем или другими него­рючими материалами механизированным способом забутовочной машиной МЗ-6М конструкции ВНИИОМШС. Забутовочный ма­териал фракцией до 50 мм транспортируется по металлическому трубопроводу, на конце которого укреплен резинотканевый ру­кав, позволяющий укладывать материал за крепь.

В выработке забутовочная машина может устанавливаться в зависимости от площади поперечного сечения сбоку рельсовых путей на взрывобезопасном расстоянии от забоя или на рельсо­вых путях с доставкой в выработку на время производства забутовочных работ.

Техническая характеристика МЗ-6М

Производительность, м^э/ч 10—11

Диаметр трубопровода для транспортирования материала, мм 100

Дальность подачи материала, м:

по вертикали до 7

по горизонтали до 150

Расход воздуха, м³/мин 16—18

Основные размеры, м:

длина 2880

Ширина 975

высота 975

Масса, кг 150

Применение забутовочной машины обеспечивает плотную укладку материала, а также повышает производительность тру­да горнорабочих, занятых на забутовочных работах в 2,5-3,5 раза.