Борзих А.П., Аверін Г.О. Утримання, ремонт і ліквідація виробок вугільних шахт

Подождите немного. Документ загружается.

1.3 Основні параметри, що характеризують стійкість виробок

Стійкість підземної виробки – це її здатність протягом усього

терміну експлуатації зберігати задані розміри й форму. Втрата

початкового поперечного перерізу виробки в часі відбувається за

рахунок зсувів порід по контуру її відслонення під впливом гірського

тиску (рис. 1.9).

Рисунок 1.9 – Загальна графічна інтерпретація втрати

початкового перерізу виробки (S

поч

) за рахунок вертикальних і бічних

зсувів порід по контуру її відслонення: Δh

кр

і Δh

– відповідно зсув

покрівлі й підняття підошви виробки; Δh

б1

і Δh

б2

– бічні зсуви; ∆S –

абсолютна площа втрати перерізу; S

кін

– кінцевий переріз виробки за

період часу, що розглядається

∆h

кр

∆h

б1

∆h

б2

кін.

поч.

∆S

Абсолютна величина втрати перерізу виробки

ΔS=ΔS

поч

-ΔS

кін.

, м

, (1.2)

Величина конвергенції (зближення порід): вертикальної

Δh=Δh

кр

+Δh

, мм, (1.3)

бічної

Δh

=Δh

б1

+Δh

б2

,мм, (1.4)

Інтенсивність (швидкість) втрати перерізу виробки

мміс

∆

, (1.5)

Інтенсивність (швидкість) конвергенції порід

ммдоб

∆

∆=

∆

, (1.6)

де ΔT – проміжок часу, що розглядається.

Контрольні запитання до теми 1

1. Чинники, що характеризують стан виробок вугільних шахт.

2. Основні гірничо-геологічні чинники, що впливають на інтенсивність

утрати площі поперечного перерізу виробки, і їхні параметричні

характеристики.

3. Основні гірничотехнічні чинники, що впливають на інтенсивність

утрати площі поперечного перерізу виробки, і їхні параметричні

характеристики.

4. Характерні за інтенсивністю зміщень порід ділянки виробки щодо

працюючої лави.

5. Загальні поняття про характер і зони впливу підробки на стан

виробки.

6. Поняття про стійкість виробки й основні параметри, що

характеризують її.

Тема 2

ХАРАКТЕРИСТИКИ ВИВАЛОУТВОРЕНЬ ПОКРІВЛІ

НАД ВИРОБКОЮ Й ПІДНЯТТІВ ЇЇ ПІДОШВИ

2.1 Класифікація склепінь природної рівноваги зруйнованих

порід над виробкою

2.1.1 Різновиди склепіння щодо положення його осі відносно підошви

виробки подано на рисунку 2.1.

Ці різновиди визначаються в основному кутом нахилу осі

склепіння β (табл. 2.1), який залежить від кута напластування α .

Таблиця 2.1 – Характеристика склепіння природної рівноваги

порід над виробкою за кутом нахилу його осі β

Кут нахилу осі склепіння Якісна характеристика склепіння за кутом β

β ≤ 30

Вертикальний

30 < β ≤ 60

Косонахилений

β > 60

Бічний

2.1.2 Різновиди форм контуру склепіння природного обвалення порід

визначаються формами законтурного руйнування порід над

виробкою

Різновиди цих форм:

- склеписта (рис. 2.2, а);

- призматична (рис. 2.2, б);

- конусна (рис. 2.2, в);

- східчаста (рис. 2.2, г);

- без руйнування порід (рис. 2.2, д).

Рисунок 2.1 – Різновиди розташування склепіння природної

рівноваги зруйнованих порід 1 над виробкою 2 залежно від кута нахилу

3 β його осі відносно підошви виробки 4

а)

Однорідна

порода

)

Різноміцнісні

шари породи

f>6

f<3

Продовження рисунку 2.2

Рисунок 2.2 – Різновиди форм контуру обрушення порід над

виробкою: h

і b

– відповідно висота й ширина склепіння ; f –

коефіцієнт міцності порід

Різновиди й розміри склепінь природної рівноваги зруйнованих

над виробками порід з урахуванням їхньої об'ємної щільності

визначають величину залишкового навантаження і напрямок його

впливу на кріплення щодо осі симетрії початкової форми перерізу цієї

виробки. Висота склепінь коливається в широких межах і досягає 10 –

12 м.

в)

Тектонічний розрив,

перем'яті породи

г)

Високо-

тріщинуваті

шаруваті міцні

породи

f=3-5

д)

≥9

Монолітний дуже

міцний нижній

шар породи

(вапняк або

пісковик)

2.2 Характер видавлювання порід підошви виробки

Видавлювання порід підошви виробки в поперечному перерізі

характеризується висотою підняття h

і формою її поперечного профілю

(рис 2.3):

- прямолінійно-рівномірне видавлювання по всій ширині

виробки (рис 2.3, а);

- прямолінійно-похилене (рис 2.3, б);

- рівномірно-дугоподібне (рис 2.3, в);

- із зсувом Δх осі (рис 2.3, г);

- з розламом порід й утворенням кута δ (рис. 2.3, д).

Рисунок 2.3 – Видавлювання підошви в поперечному перерізі виробки

г)

Δh

п.max

Δx

д)

Δh

п.max

в)

Δh

п.max

б)

Δh

п.max

а)

Δh

п.max

Поздовжній профіль підняття підошви виробки характеризується

змінною величиною видавлювання порід Δh

пi

по довжині її ділянки L

вп

(рис. 2.4).

Рисунок 2.4 – Поздовжній профіль підняття ґрунту Δh

пі

на

ділянці виробки по її довжині L

вп

2.3 Зміна форми початкового контуру підготовчих виробок,

сполучених з лавою

Характер зміни контуру виробок, закріплених рамним кріпленням

залежить від:

- виду кріплення та його опору;

- конструкції й кількість вузлів піддатливості;

- рівномірності навантаження кріплення, включаючи і його

величину по периметру.

На рисунку 2.5 представлені найбільш розповсюджені рамні

кріплення.

На рисунку 2.6 подано найбільш характерні зміни в часі контурів

кріплення виробок за різних способів їхньої охорони.

вп

Δh

пi

Рисунок 2.5 – Різновиди рамних кріплень: КМП – кріплення

металеве податливе; А – аркове відповідно 3-х, 4-х, 5-ти (а, б, в) ланкове;

Т – трапецієподібне відповідно з прямокутними (П) й криволінійними (К)

(г, д) стояками; ЗБС – залізобетонний стояк (є); СВП – спеціальний

взаємозамінний профіль (металевий)

а)

КМП–А3

СВП

б)

КМП–А5

СВП

в)

КМП–А4

СВП

г)

КМП–Т(П)

СВП

д)

КМП–Т(К)

СВП

ЖБС

оц

ом

а)

Вугільний

масив

Цілик

б)

ом

Вугільний

масив

БЗБТ

Продовження рисунку 2.6

Рисунок 2.6 – ...

Цілик

Дерев’яний

накатний

костер

в)

оц

Цілик

г)

д)

=(3-5)m

50%m

Породна

полоса

Захисний цілик