Параметры отработки пласта в сложных горно-геологических условиях в районе Везенбергского уступа

Размеры расширенной камеры определяется исходя из величины устойчивого  пролета основной кровли, породы которой  не должны обретаться в течение периода  отработки участка камерного блока, расположенного или между смежными карстами, или примыкающего к последним. Ширина продольной камеры определяется по формуле:

где  пн -мощность непосредственной кровли, составляющая 3,6 м;

х

w-угол излома пород непосредственной кровли, принимаемый равным 35°;

lg о -допустимый устойчивый пролет основной кровли Ко- коэффициент карстового ослабления кровли; К =0,8;

Lo - предельный пролет обрушения основной кровли (при мощности толщи карбонатных пород равной 40 v) Lo= 40+2 м;

пк~ коэффициент  запаса несущей способности основной кровли, равный 2,2.

Помимо камер важным конструктивным элементом системы  разработки с управлением кровлей целиками являются междукамерные целики.

Несущая способность  целика зависит, прежде всего, от прочности слагающих пород, его структуры, размеров и формы. Вследствие геологических процессов, происходящих в горных породах под воздействием длительно действующих нагрузок, несущая способность целика изменяется во времени, поэтому расчеты необходимо производить с учетом длительной прочности материала, слагающего целик.

Характер  изменения прочности карбонатных  пород пласта горючего сланца и кровли о достаточной точностью описывается формулой:

где Kt - коэффициент изменения прочности карбонатных пород во времени равный отношению прочности породы R.t в данный момент времени к ее условно-мгновенной прочности R_O;

-эмперичеекие коэффициенты, отражающие  свойства пород

t - время существования целика иди камеры, мес.

Длительная прочность горных пород ордовика для условий Прибалтийского бассейна

R, =K,R₀

Величина  условно-мгновенной прочности принимается  для Ленинградского месторождения 18 МПа.

2.Расчет размеров  камер и целиков

Подставляя  в формулы и численные значения, определим допустимый устойчивый пролет основной кровли

и ширину продольной камеры

А = 21.6 + 2* 3,6 * tg 35° = 26,6 м

Согласно  рекомендациям ВНИМИ ширина продольной камеры в пределах блока может меняться, но не должна превышать 25 м Поэтому ширину продольной камеры принимаем равной 25 м.

Ширина поперечной камеры выбирается из технологических  соображений и принимается равной 5 м.

На основании  формул определяем длительную прочность  горных пород

Таким образом, величина продольной камеры 25 м, поперечной 5 м. сторона квадратного в плане целика 8 м.

3. Расчет крепи  камер.

Поддержание кровли продольных (расширенных) камер  осуществляется комбинированной крепью - деревянной стоечной и анкерной, поперечных камер -анкерной крепью.

Средняя плотность  деревянной стоечной крепи в продольной камере П (стоек/м²)определяется по формуле

F - площадь поперечного сечения стойки, м ;

Lc- длина стойки, м;

d- диаметр стойки, м;

h с- коэффициент запаса прочности стойки (при времени работы стойки в камере с момента ее установки до извлечения не превышающем 2 месяца; h= 1,6);

Кп- коэффициент  пригрузки непосредственной кровли со стороны основной, принимается равным 0,15. В камерах увеличенной ширины не превышающей предельного пролета нижней пачки пород непосредственной кровли, расчет плотности стоечной крепи следует осуществлять, согласно рекомендациям ВНИМИ [ исходя из условия поддержания пород кровли мощностью 2 м, коэффициент пригрузки Кп нижней пачки непосредственной кровли со стороны ее верхней пачки принимать равным 0,3

Результаты  расчета средней плотности крепи для стоек дайной 2,2 м различного диаметра приведены в табл, I

Таблица I

Средняя плотность  крепи при применении стоек различного диаметра

 

Диаметр стойки	0,14	0,15	,16	, 17	0 ,18
Средняя плотность,стоек/м	,65	, 55	,47	, 40	0, 35

 

На паспорте крепления приведена расстановка крепи для стоек диаметром 0,18 м

Расстановку крепи по ширине камеры следует осуществлять участками, на каждом из которых плотность может иметь отклонения 10 %. При этом средневзвешенная плотность крепи на площади всей камеры должна соответствовать ее средней расчетной величине

В случае подработки расширенными камерами закарстованных трещин-жил необходимо применять  усиленную крепь на участке камеры шириной 12 м т.е, до 6м по обе стороны от трещины-жилы. Плотность усиленной крепи принимается на 25 % выше, чем рассчитана для камеры. Такую же плотность крепи следует принимать и для участков камеры, пересекаемых сближенными тектоническими трещинами (т.е, расстояние между которыми менее 5 м).

При отработке  камерами участков с неустойчивой кровлей, межслоевые связи которой нарушении карстовыми процессами, пачка этих пород постоянно обрушается при взрывных работах и подхватить ее не удается, то такие участки нужно отрабатывать с опусканием кровли до устойчивых слоев. Вынимаемая мощность на участке таким образом может изменяться от 2,2 до 2,5 метров.

Для крепления  кровли поперечных камер и участков между целиками и первым рядом стоечной крепи расширенных камер, используемых для перемещения забойного оборудования и транспортировки горной массы, применяется анкерная крепь. Она может применяться и в качестве дополнительной крепи в очистных забоях на участках с пониженной устойчивостью кровли.

Крепление осуществляется металлическими анкерами ЭС-100-П клино-распорного типа. Площадь кровли, скрепляемой одной штангой 1,5 м². Анкера устанавливаются по сетке 1x1,5 м. Длина анкеров 1,35 и 1,50 м (в зависимости от вынимаемой мощности).

4.Краткое  описание выбранного способа  управления кровлей и крепления

Поддержание пород основной кровли осуществляется оставляемыми при отработке блока целиками. Целики образуются в результате периодического «сбивания» широких камер. Время отработки камеры (ведение работ из одного разрезного штрека) не должно превышать 90 календарных дней.

Непосредственная  кровля поддерживается деревянной стоечной крепью. Деревянные стойки крепи должны устанавливаться под верхняк - подкладку с размерами: толщина 4-6 см, длина 25-30 см, ширина по толщине стойки. Назначение подкладки -обеспечить по-датливость крепи. В качестве верхняков могут применяться обрезки досок, горбыля, распила» Допускается применение составных (не более чем из двух частей) верхняков. Установка крепи должна производиться на каждом цикле вслед за отгрузкой горной массы. Отставание ряда крепи от забоя не должно превышать 4,5 м. Ширина проходов в расширенных камерах между целиком и первым рядом деревянной стоечной крепи, служащих для перемещения забойного и транспортного оборудования не должно быть более 4,5 м.

В местах сопряжении проходов расширенных камер и  забоя для обеспечения возможности маневров забойного оборудования и самоходных вагонов допускается установка крайних стоек в первом и втором от забоя рядах с отставанием на 2 цикла.

Для обеспечения  безопасности прохода расширенных  камер крепятся анкерной крепью, по сетке 1x1,5 м

Во всех случаях  внезапного возрастания нагрузок на крепь и смещения кровли камер, необходимо немедленное бурение дренажных  шпуров глубиной не менее 2 м с таким расчетом, чтобы они пересекали вторую водопроводящую плоскость. Дренажные шпуры в этом случае бурить в местах поломки стоек и сильного сжатия верхняков. После дренирования кровли и замены поврежденной крепи работы в камере могут продолжаться по обычной.технологии.

В процессе отработки  камер следует проводить профилактический дренаж. Для этого по мере отработки расширенной камеры в кровлю камеры бурятся шпуры глубиной не менее 2 м. Шпуры следует располагать в местах сопряжении продольных  в поперечных камер.

Извлечение  леса из отработанных камер производится по специальному проекту. После извлечения леса каждая камера должна быть изолирована (ограждена установкой знаков «Проход запрещен») в сборном и бортовом штреках.

Извлечение  анкеров клинораспорного типа производится следующим образом: гайка свинчивается на конец резьбовой части стержня, затем по гайке наносятся удары, чтобы сместить стержень вверх для раскрепления замка. После этого анкер извлекается из шпура. После извлечения анкера резьбовая часть стержня должна быть очищена и смазана, произведена отбраковка деталей в соответствии с паспортом (ПС).

Извлечение  анкеров должно производиться под  защитой временной крепи.

Стойки временной  крепи должны удовлетворять следующим  требованиям:

иметь рабочее  сопротивление, кН не менее 80 (8 те);

начальный распор, кН не менее 20 (2 те);

иметь устройство для дистанционной разгрузки;

максимальная  длина стойки должна быть на 200 мм больше высоты раскрепляемой выработки.

Временная крепь  должна устанавливаться не менее, чем  в два ряда с таким расчетом, чтобы между рядами стоек временной крепи располагалось не более двух рядов анкеров.

Расстояние  между стойками временной крепи, а также стойками и боками выработки в ряду не должно превышать 2 м.

Извлечение стоек временной  крепи производится за счет дистанционной  их разгрузки под защитой постоянной крепи.

Стойки временной  крепи устанавливается без подкладок  и верхняков.

Запрещается разгружать и переставлять одновременно более одной стойки временной крепи.

Выработки, где извлечена  анкерная крепь, должны ограждаться  знаками, запрещающими проход в них.

Извлечение анкеров в продольных и поперечных камерах производится последовательно от бортового к сборному штреку в направлении отработки камерного блока,

Запрещается погашение отработанных камер, смежных  с рабочими. Расстояние от очистного  забоя до погашаемых камер не должно превышать 75 м при прямой отработке блока и не более 55 м от крайней рабочей поперечной камеры при диагональной отработки блока.

Перед производством  работ по извлечению анкеров из раскрепляемых  камер должны быть убраны все механизмы и оборудование, за исключением оборудования, предназначаемого для извлечения анкеров.

При раскреплении камерного блока у сборного штрека в поперечных камерах оставляется защитная полоса шириной не менее 3 м, где анкера не извлекаются. При погашении сборного штрека допускается извлечение анкеров из защитных полос.

Запрещается извлекать анкера, скрепляющие разбитые трещинами из расслоившиеся породы, склонные к обрушению.

Сменный технический  надзор при извлечении анкеров в  камерных блоках перед началом работ  должен дать на рабочем месте указания о порядке производства работ и не менее двух раз в смену их контролировать.

Извлечение  анкеров должно производиться двумя  рабочими.

Рабочее место  по извлечению анкеров должно быть освещено не менее чем двумя светильниками с лампами мощностью 40 Вт.

Запрещается извлечение анкеров в местах геологических  нарушений, заколов, вывалов и при отслоившейся кровле.

При раскреплении камерного блока у сборного штрека в поперечных камерах

 

оставляется защитная полоса шириной не менее 3 м, где анкера не извлекаются. При погашении сборного штрека допускается извлечение анкеров из защитных полос.

Определение конструктивных элементов камерно-столбовой  системы разработки со столбчатыми целиками Расчет размеров камер.

При разработке пласта горючего сланца камерными системами ширину камеры выбирают, исходя из устойчивости пород кровли. При этом ширина камеры определяется по устойчивому пролету непосредственной кровли с учетом ее крепления анкерной крепью. Допустимый пролет непосредственной кровли следует рассчитать по формуле

где Ку=0,8 - коэффициент, учитывающий  устойчивость кровли в

зависимости от горно-геологических  условий разработки;

Ко=0,8 - коэффициент карстового ослабления кровли;

h= 1,8- коэффициент запаса прочности пород кровли;

К и М - параметры, зависящие от прочностных и структурных свойств пород. Если нижняя пачка пород непосредственной кровли обрушилась, К=9 и М=0,45;

Н» - мощность карбонатных  пород кровли. Если Н > 26 м принимается  Н=26 м;

Кд - ковффициент, учитывающий влияние анкерной крепи наустойчивость кровли, определяемый по формуле;

Kt- коэффициент изменения прочности карбонатных пород, во времени

Kt=0,44+0,56(I/(I+2))^A0.6=0.73

Ka=0.5(I+h^A0.5),

где  а - мощность скрепляемой  анкерами пачки пород Ка=0,5( 1+^Л1.3)= 1,1

Длительно допустимый пролет непосредственной кровли.