Лекции по курсу Горное дело

Подождите немного. Документ загружается.

детонирующего шнура состоит из высокобризантного ВВ со скоростью детонации не

менее 6500 м/с. Детонирующий шнур прокладывают по всей длине скважины или

шпура, а затем помещают основной заряд ВВ. Свободный конец детонирующего шнура

подсоединяют к капсюлю-детонатору или электродетонатору, при взрывании которого

детонация по шнуру передается основному заряду ВВ.

Взрывание при помощи детонирующего шнура широко применяется на открытых

горных работах и при массовых взрывах в рудниках.

Заряжание шпуров и взрывание зарядов

При заряжании шпуров патроны ВВ вводят в шпур забойником по одному.

Забойник представляет собой деревянную круглую палку, длина которой больше самого

длинного шпура, а толщина меньше диаметра шпура. По всей длине забойника

делается канавка, в которую помещается огнепроводный шнур или провода

электродетонатора.

Последним в шпур вводят патрон-боевик, который готовят на месте производства

взрывных работ. Для этого разворачивают оболочку на торцовой части патрона и

делают в ВВ деревянной, алюминиевой или медной наколкой цилиндрическое

углубление. В образованное углубление помещают капсюль-детонатор зажигательной

трубки или электродетонатор, после чего оболочки патрона собирают в складки вокруг

огнепроводного шнура или электропроводов и связывают шпагатом.

Свободную от заряда ВВ часть шпура заполняют забойкой. В качестве

материалов для забойки используют песок, глину, смесь глины с песком, а также воду

в ампулах. Забойку из пластичного материала применяют в виде пыжей, диаметр

которых меньше диаметра шнура, а длина равна 15—20 см. Первый пыж досылают до

заряда ВВ, второй прижимают к нему, а последующие хорошо уплотняют забойником,

чтобы забойка заполнила все сечение шпура.

Огнепроводный шнур разрешается поджигать спичкой только при взрывании

одиночных зарядов. Для зажигания нескольких огнепроводных шнуров применяют

специальные средства: зажигательные патроны, зажигательный фитиль, зажигательные

свечи.

Электродетонаторы после получения их должны быть проверены в специальном

помещении склада взрывчатых материалов (ВМ). После проверки концы проводов

соединяют во избежание взрыва электродетонаторов под действием блуждающих

электрических токов. Для электрического взрывания шпуров применяют взрывные

приборы и машинки. Провода электродетонаторов соединяют с проводами взрывных

приборов, производя взрыв из безопасного места. Перед началом взрывания во всех

выработках, по которым случайно могут подойти люди к месту взрыва, выставляют

посты.

Транспортирование и хранение взрывчатых веществ

Правила перевозки и хранения ВВ установлены правилами безопасности при

взрывных работах.

Хранить ВВ на шахте разрешается в специальных складах. Тип складов,

количество ВВ и средств взрывания для хранения в них определяются правилами

безопасности при взрывных работах. На строящихся шахтах и карьерах ВВ и СВ

хранят в складах на поверхности На действующих шахтах склады устраивают под

землей. Взрывчатые вещества и средства взрывания хранят в отдельных помещениях

склада. На шахтный склад, который является расходным складом, взрывчатые

материалы (ВМ) завозятся с базисного склада. Базисный склад служит для снабжения

взрывчатыми материалами нескольких близкорасположенных шахт и разрезов.

Разрешается устраивать в шахтах, имеющих склады ВМ, отдельные раздаточные

камеры, приближенные к месту основных горных работ.

С поверхности ВВ и СВ спускают по стволу клетевым подъемом и

транспортируют до склада по рельсовым путям. При перевозке ВМ люди, не связанные

с этой работой, должны быть удалены. Склад ВМ под землей находится под

постоянным наблюдением и охраной. Переноска ВМ от подземных складов до забоев

производится взрывником или обученными рабочими под наблюдением взрывника.

Коэффициент использования шпура. Расход взрывчатых веществ

При взрыве заряда ВВ отрыв породы происходит не на полную глубину шпура.

Отношение использованной части шпура к его полной длине называется

коэффициентом использования шпура (КИШ).

Для полного комплекта шпуров расход ВВ изменяется в широких пределах и

зависит от качества ВВ, плотности заряда, физико-механических свойств пород,

наличия обнаженных плоскостей, площади поперечного сечения выработки и других

факторов.

Каждая действующая шахта и карьер имеют свои данные о расходе ВВ. При

отсутствии таких данных расход ВВ определяют ориентировочно по эмпирическим

формулам.

Для ориентировочных расчетов пользуются величиной удельного расхода ВВ.

Удельный расход ВВ определяется его массой, фактически израсходованной на 1 м

взорванной горной породы. Удельный расход ВВ при проведении выработок по породам

с коэффициентом крепости 4—6 по шкале проф. М. М. Протодьяконова составляет: в

вертикальных стволах 1,2—1,6 кг/м

, в квершлагах 1—1,2 кг/м

Техника безопасности при взрывных работах

Ведение взрывных работ регламентируется Едиными правилами безопасности

при взрывных работах. Правила имеют силу закона и изучение их обязательно для лиц,

имеющих отношение к производству взрывных работ.

К руководству взрывными работами допускаются лица с законченным

горнотехническим образованием, а к производству взрывных работ — лица, сдавшие

квалификационные экзамены и имеющие «Единую книжку взрывника (мастера-

взрывника)».

Перед началом взрывных работ по сигналу мастера-взрывника (взрывника)

рабочие должны быть удалены из забоя в безопасное место с нормальным

проветриванием, защищенное от обрушения и разлета кусков породы.

Взрывные работы на угольных шахтах, опасных по взрыву газа или пыли,

регламентируются следующими дополнительными требованиями:

-взрывные работы допускаются в забоях, непрерывно проветриваемых свежей струёй

воздуха с подачей и скоростью, соответствующими требованиям правил безопасности,

при применении только электрического взрывания зарядов;

-при выполнении взрывных работ обязательно присутствие горного мастера по

вентиляции;

-запрещается производство взрывных работ по углю в восстающих тупиковых

выработках, проводимых снизу вверх по газоносным пластам;

-непосредственно перед заряжанием шпуров, перед каждым взрыванием зарядов и при

осмотре забоя после каждого взрывания мастер-взрывник обязан замерить содержание

метана в забое и в выработках, примыкающих к нему, на расстояние 20 м.

Паспорт БВР. Порядок составления, утверждения. Содержание паспорта БВР.

Это документ, который регламентирует количество шпуров, их заряд,

расположение в сечении выработки на безопасном расстоянии между собой,

очередность взрывания шпуров, конструкцию зарядов, схему вентиляции и

расположения постов охраны, время проветривания забоя после ВР.

Он составляется начальником участка, на котором ведутся взрывные работы,

согласовывается с начальником ВТБ и БВР, глее нет участка БВР, то заместителем

начальника участка ВТБ по БВР. Паспорт БВР утверждается главным инженером

шахты, в нем расписываются все рабочие и ИТР участка или бригады, где ведутся БВР,

и мастера-взрывники, которые производят БВР. При изменении горно-геологических

условий паспорт БВР перерасчитывается и вновь утверждается и расписываются в нем

все причастные к БВР. Паспорт БВР составляется на основании 3

опытных взрываний

с изменением всех параметров, т.е. количество шпуров, количество заряда и т.д. и

оптимальный вариант принимается за основу. При составлении паспорта БВР

учитывают следующие факты: S

выработки

, коэффициент крепости пород, категория шахты.

Это влияет на выбор бурильной установки, инструмента, количество шпуров, их

глубина и ВВ, и его количество.

Порядок составления паспорта БВР:

1. Обоснование бурильного оборудования, тип ВВ и средства инициирования.

2. Определение среднего расхода ВВ, который зависит от коэффициента структуры

породы.

3. Коэффициент работоспособности

380

4. Коэффициент сопротивления породы

V =



при одной обнаженной поверхности.

5. Определение глубины шпуров:

Глубина шпура устанавливается в зависимости от крепости пород, требуемой

скорости подвигания забоя или выработки и времени полного цикла работ.

шп

k⋅m⋅n⋅2

6. Определение количества шпуров:

Устанавливают в зависимости от площади сечения выработки, характеристики ВВ:

d =3,6см

7. Коэффициент заполнения шпура.

8. Расположение шпуров или выбор схемы расположения шпуров.

Главное требование: для хорошей кусковатости шпуры располагаются равномерно,

l=0,2 м

при породе

cf 5

, расстояние между шпурами не должно быть меньше

0,3 м, по углю 0,5 м, больше может быть. Врубовые шпуры принимаются длиннее

остальных на 15 – 20 см. Это доказано расчетами и общепринято. Допускается

при

f 10

9. Расчет количества ВВ на цикл:

вр

=1,2Q

ср

отб .

ср.

оконт

=0,9Q

ср

Определение количества патронов в шпуре и длина забойки

при

шп .

до 1,0 м.

шп

l > 1 l

заб

¿ 0,5 м

Экономика:

1) Определение объема БВР.

2) Определение расхода ВВ и электродетонаторов на 1 м выработки и 1 м

породы.

N =

12,7qS

γ⋅d

⋅Δn

; шт.

Раздел 5: Технология ведения горных работ.

Понятие о горном давлении

Силы, возникающие в окружающем горную выработку массиве пород при

извлечении полезного ископаемого, называются горным давлением. Горное давление

проявляется в прогибе кровли, ее растрескивании и обрушении, пучении почвы,

отжиме угля с поверхности массива или целиков и др.

Вышележащие пласты горных пород давят своей массой на нижележащие, которые

оказывают сопротивление этому давления. В ненарушенных массивах силы вес

вышерасположенных и силы сопротивления им нижерасположенных горных пород

взаимно уравновешиваются. Во время проведения горных выработок это равновесие

нарушается и породы стараются прийти в новое состояние

равновесия; при этом образовываются трещины, а породы

начинают разрушаться, вследствие чего может произойти их

обрушение, которые будет угрожать целостности горных

выработок. Эти процессы зависят прежде всего от характера

пород и размеров выработки. Так, выработка, которая пройдена

в очень крепкой породе (крепкий сплошной песчаник), может

на протяжении продолжительного времени оставаться без

заметных перемен.

По мере обваливания пород форма поперечного сечения

выработки изменяется, В кровле образовывается свод, а

стороны в случае недостаточной их прочности перекашиваются,

и выработка приобретает подковообразную форму (рис. 5.1).

Такая форма сечения является естественной формой равновесия.

Для предотвращение разрушению горных выработок используют рудничную крепь.

Влияние на неё активизированных близ выработки пород проявляется горным

давлением. Для противодействия этому давления нужно, чтобы крепь имела размеры,

которые отвечают данным условиям. Для их расчета необходимо уметь определять

величину горного давления.

Определения величины горного давления на крепление - одна из труднейших задач

горного дела, которая еще и до сих пор окончательно не разрешена.

Существует много теорий, которые стараются объяснить природу горного давления

и дать метод определения его величины. Из них наибольшего распространения

приобрела теория свода, предложенная проф. М. М. Протодъяконовим.

По этой теории над выработкой образовывается естественный свод, вне контура

которого порода остается ненарушенной, а влияют на выработку только породы,

помещенные внутри этого свода, то есть на крепление давит не вся толща

размещенных выше пород, а лишь их часть, ограниченный контуром естественного

свода равновесия.

После проведения горных выработок давление пород проявляется не сразу. По мере

сдвига близлежащих к выработкам пород их давление постепенно возрастает, достигая

определенного максимума. Это проявление горного давления имеет название

первичного давления. Потом породы постепенно приходят в состояние нового

равновесия, горное давление постепенно уменьшается и устанавливается. Это новое

давление называют вторичным, или установившимся, давлением.

В случае наличия слабых глинистых пород в подошве выработки возможное

вспучивание, при котором породы, в особенности в присутствия воды, выжимаются

вглубь выработки и заполняют ее.

Рис. 5.1. Естественная

форма равновесия

горной выработки

Для создания безопасных условий работы в горных выработках устанавливают

крепь и осуществляют комплекс мероприятий по управлению горным давлением

(управлению кровлей).

На величину и характер проявлений горного давления оказывают влияние состав,

строение и физико-механические свойства горных пород, глубина разработки, мощность

разрабатываемого пласта, длина очистного забоя и скорость его подвигания, угол

залегания пород, сопротивление и конструктивное исполнение крепи и т. п.

Все явления, наблюдающиеся в горных породах при разработке месторождений

полезных ископаемых, являются содержанием специальной науки, называемой

механикой горных пород.

Во вмещающих угольный пласт породах различают ложную, непосредственную и

основную кровли и непосредственную и основную почвы.

Ложная кровля — залегающий непосредственно над угольным пластом слой пород

незначительной мощности (0,5—0,6 м), который легко обрушается или одновременно с

выемкой угля, или через некоторое время.

Непосредственной кровлей называют толщу пород над угольным пластом, которая

легко обрушается при небольших обнажениях на некотором расстоянии от забоя, а

основной — толщу прочных пород, залегающих над непосредственной кровлей. Породы

основной кровли могут сохранять устойчивость при обнажении их на большой плоl

щади. Обрушаются они с отставанием во времени от непосредственной кровли.

В зависимости от характера обрушаемости пород основной и непосредственной

кровли и соотношения мощности непосредственной кровли и мощности пласта по

классификации ВУГИ кровли делятся на следующие классы:

I — в непосредственной кровле залегает толща легкообрушающихся пород

мощностью не менее 6—8-кратной мощности разрабатываемого пласта;

II — в непосредственной кровле залегает толща легкообрушающихся пород

мощностью менее 6—8-кратной мощности разрабатываемого пласта, а в основной —

труднообрушающиеся породы, которые обрушаются лишь спустя некоторое время после

подвигания очистного забоя и обнажения кровли на значительной площади;

III — в непосредственной кровле залегает относительно мощный слой

труднообрушающихся пород. В отдельных случаях непосредственная кровля

отсутствует и над пластом залегает основная кровля, допускающая обнажения на

значительной площади;

IV — в непосредственной кровле залегают породы, обладающие способностью

плавно опускаться без значительных разрывов и трещин (при мощности пласта до 0, 8

—1 м).

Обрушаемость пород в значительной степени предопределяет характер

формирования и величину давления, воспринимаемого крепью очистного забоя.

Формы и размеры поперечного сечения горных выработок

Подземные горные выработки подвергаются давлению окружающих их горных

пород, величина которого зависит от физико-механических свойств горных пород,

глубины залегания, срока существования выработки, структуры пород, близости

расположения других выработок.

Установлено, что наименьшее давление на крепь при прочих равных условиях

наблюдается в выработках, имеющих сводчатую форму поперечного сечения. При

прямоугольной форме поперечного сечения выработки, расположенной в недостаточно

прочных породах, над ней образуется свод обрушения.

Для ориентировочных расчетов горного давления на крепь подготовительных

выработок можно использовать гипотезу, предложенную проф. М. М.

Протодьяконовым. В соответствии с указанной гипотезой нагрузка на крепь

определяется весом пород, заключенных в своде обрушения. Ширина свода равна

полному пролету выработки, а его высота b=а/f, где а — полупролет выработки; f —

коэффициент крепости пород кровли.

Применение этой гипотезы ограничено глубиной заложения выработки не более 200

—300 м. На больших глубинах для расчета нагрузки на крепь используются

специальные методики, учитывающие характер распределения горного давления вокруг

подготовительных выработок.

Различают поперечное сечение выработки вчерне и в свету. Сечение вчерне — это

полное сечение выработки до установки в ней крепи, сечение в свету — свободное

сечение выработки внутри контура крепи.

Размеры поперечного сечения выработки зависят от габаритов транспортного

оборудования, числа рельсовых путей и проходов для людей. Поперечные сечения

горизонтальных и наклонных выработок должны соответствовать типовым их сечениям,

утвержденным Госстроем СССР.

Минимальные площади поперечных сечений выработок в свету устанавливаются:

 для главных откаточных и вентиляционных выработок, а также людских ходков,

предназначенных для механизированной перевозки людей, 6 м

при высоте не менее

1,9 м от почвы (головки рельсов) до крепи или размещенного в выработке

оборудования;

 для участковых вентиляционных, промежуточных, конвейерных и аккумулирующих

штреков, участковых бремсбергов и уклонов 6 м

при высоте не менее 1,8 м от

почвы (головки рельсов) до крепи или размещенного в выработке оборудования;

 для вентиляционных просеков, печей, косовичников и других выработок 1,5 м

 для участковых выработок, находящихся в зоне влияния очистных работ, и для

людских ходков, не предназначенных для механизированной перевозки людей,

минимальная площадь поперечного сечения допускается 3,7 м

при их высоте не

менее 1,8 м.

Рассчитанное по условиям размещения транспортного оборудования и прохода

людей сечение проверяется по максимальной скорости движения воздуха в

соответствии с Правилами безопасности в угольных и сланцевых шахтах (ПБ). Если

окажется, что по условиям вентиляции требуется большее сечение выработки, то из

числа типовых сечений выбирают ближайшее, которое удовлетворяет ограничению по

максимальной скорости движения воздуха.

Крепежные материалы

В качестве крепежных материалов для выработок применяют дерево, металл,

вяжущие вещества и материалы на их основе (бетон, железо, бетон, искусственные

камни).

Дерево обладает ценными свойствами как строительный и крепежный материал, что

обусловило его широкое использование. Несмотря на интенсивное внедрение

металлической крепи, доля деревянной крепи остается еще довольно значительной,

особенно при разработке крутых пластов. Для крепления горных выработок в СССР

применяют хвойные породы деревьев — сосну, ель, пихту и лиственницу. Однако из-за

способности к гниению, подверженности грибковым заболеваниям, опасности в пожарl

ном отношении, недостаточной несущей способности деревянная крепь используется

преимущественно в выработках с небольшим сроком службы при небольшой площади

их поперечного сечения.

В выработках с большой площадью поперечного сечения и длительным сроком

службы применяют более прочные крепежные материалы — металл, бетон,

железобетон.

Крепь из металла, обладающего большим сопротивлением действующим нагрузкам,

позволяет придавать выработкам любую форму поперечного сечения. В отличие от

других крепей металлическая крепь годна для ремонта и повторного использования.

Металлическую крепь изготовляют из различных видов сортового проката —

балок, швеллеров, специальных профилей. Наиболее распространена крепь из

специальных профилей.

Вяжущими веществами служат цемент, известь и глина. Для крепления подземных

выработок исключительное применение получил цемент: смесь воды и цемента под

влиянием физических и химических процессов твердеет. Для крепления горных

выработок применяют цемент с песком в соотношении 1:3 при обычных условиях, 1:1

при значительном горном давлении.

Прочность затвердевшего раствора зависит от водоцементного соотношения

(отношение количества воды к цементу в растворе). Необходимое количество воды в

растворе определяется опытным путем. При этом учитывается обводненность

выработок. Для сухих выработок берут большое количество воды.

Бетон приготовляют из цемента, песка, щебня и воды. Цемент и вода являются

активными частями бетонной смеси. Вследствие химических и физических процессов

между ними происходит твердение раствора. Песок и щебень являются инертными

добавками. Их назначение — получить больший объем при том же количестве более

дорогого материала (цемента). Для горных выработок применяют тяжелый и

облегченный бетоны плотностью в сухом состоянии соответсгвенно 2200—2500 и 1800

—2200 кг/м

Количество воды в бетонной смеси должно быть достаточным для полной реакции

твердения бетона и определяется по ГОСТу. Излишнее количество воды снижает

предел прочности бетона. Твердение бетона в первую неделю происходит быстро, затем

оно замедляется. Расчетную прочность бетон набирает на 28-й день твердения.

Нормальные условия твердения бетона—температура 15—20 °С и относительная

влажность воздуха 90—100%. Бетон, твердевший во влажных условиях, прочнее

бетона, затвердевшего на воздухе.

Для крепления горных выработок при ручной укладке применяют жесткий и

пластичный бетоны с расходом цемента до 350 кг/м

, при машинной укладке —

пластичный бетон с расходом цемента 350— 400 кг/м

Для придания пластических свойств в бетонную смесь вводят добавки -

пластификаторы, которые одновременно снижают количество необходимой воды на 7—

15% и уменьшают на 8—10% расход цемента.

В целях ускорения твердения в бетонную смесь вводят добавки — ускорители

схватывания.

Железобетон применяют для повышения прочности крепи, работающей на изгиб

или растяжение. Для железобетонной крепи металлическую арматуру заделывают

внутрь бетона. Конструкция арматуры соответствует конструкции железобетонной

крепи. Наибольший размер щебня не должен превышать 0, 75 наименьшего расстояния

между прутьями арматуры.

Крепь из сборного железобетона собирается из железобетонных деталей,

изготовляемых на заводе. Заводское изготовление элементов позволяет значительно

разнообразить конструкции крепи.

Естественные камни для крепления горных выработок применяют в виде

исключения. К искусственным камням относятся кирпич, бетониты, бетонные блоки.

Кирпич для крепления выработок используют только хорошо обожженный,

неразмокающий. Бетониты готовят из такой же

бетонной смеси, как и бетон. Бетонную смесь

помещают в формы для получения бетонита

необходимых размеров.

В последнее время для изготовления отдельных

элементов шахтной крепи все шире используются

синтетические материалы — стеклопластики,

стекловолокно, быстротвердеющие химические

составы на основе полимерных смол.

Рис. 5.2. Неполная деревянная

крепежная рама

Рис. 5.5.

Виды крепей горных выработок

Деревянная крепь состоит из отдельных соединенных друг с другом прямолинейных

элементов. Простейшая конструкция деревянной крепи для горизонтальной или

наклонной выработки — неполная крепежная рама (рис. 5.2), которая включает две

стойки 7, верхняк 2 и затяжки 3. При слабой почве на нее укладывают лежень. В

местах с сильным горным давлением ставят усиленные крепежные рамы.

Основные элементы деревянной

крепи изготовляют только из

круглого лесоматериала,

предварительно ошкуренного.

Соединение отдельных частей

крепежной рамы называют замком.

Замки крепи делают либо на месте

работы, либо на поверхности в

мастерской, При правильно

изготовленном замке между

элементами крепи не должно быть

щелей.

Для удержания крепежной рамы

в необходимом положении служат

клинья, распорки и лунки. Клинья забивают между породой и стойками или

верхняками крепи непосредственно у замков. Нижний заостренный конец стойки

размещают в специально выдолбленном в почве углублении — лунке.

В зависимости от действующего горного давления рамы крепи устанавливают на

различном расстоянии друг от друга (преимущественно 0, 8—1, 2 м). Для

предотвращения вывалов породы из кровли и боков выработки в промежутках между

крепежными рамами укладывают затяжки, а сами рамы расклинивают распорками.

Распорки ставят между соседними стойками и верхняками обычно по середине их

длины.

Металлическая крепь —

преобладающий вид крепи подготоl

вительных выработок.

В горизонтальных и наклонных

выработках применяют металличеl

ские рамы трапециевидной,

прямоугольной и арочной форм.

Наиболее распространена арочная

Рис. 5.4. Арочная податливая крепь (АП) из спецпрофиля.

Рис. 5.3. Соединения элементов деревянной крепи и

заострение нижних концов стоек рам.

металлическая крепь (рис. 5.4). При слабых почвах и значительном горном давлении

используют замкнутую форму крепежных металлических рам.

Металлические крепежные рамы трапециевидной и прямоугольной форм

изготовляют из двутавровых балок и широкополосного двутавра, арочной формы — из

проката специального желобчатого (шахтного) профиля СВП. Для улучшения работы

крепи и уменьшения аэродинамического сопротивления выработки специальный

желобчатый профиль должен быть обращен своей открытой частью к породе.

Металлическая крепь может быть использована повторно. Стоимость ее извлечения соl

ставляет 25—35% стоимости новой крепи, а стоимость восстановления для повторного

использования — 10—25% стоимости новой крепи.

В настоящее время для крепления горных выработок применяют рамную

металлическую крепь следующих типов: АП-3, АП-5 (арочная податливая), МПК

(металлическая с кулачковыми податливыми узлами), МИК-4, МИК-5 (металлическая

инвентарная), МТПШ-2 (металлическая трапециевидная), КПК (кольцевая податливая).

Масса одного комплекта крепежной рамы изменяется от 150 до 536 кг.

Анкерная крепь представляет собой систему закрепленных

в шпурах стержней, расположенных в

массиве пород по контуру выработки.

Совместно с поддерживающими

элементами (подхватами Или опорl

ными плитами) она упрочняет

породный массив, повышая тем самым

устойчивость горной выработки (рис.

5.6). Анкерная крепь изготовляется

из металла, полимерных материалов,

железобетона.

Существуют различные способы

закрепления стержней в породах. При

металлической анкерной крепи

наиболее распространен способ

расклинивания конца стержня между

стенками шпура. К нижнему концу стержня прикрепляют

металлические подхваты, выполняющие ту же роль, что и

верхняки крепи.

Рама тюбинговой крепи состоит из последовательно соединенных по периметру

горной выработки элементов (тюбингов),

представляющих собой чугунные или

железобетонные площадки сферической формы

(рис. 5.8). Толщина стенки тюбинга зависит от

горного давления и типа горной выработки.

Выпускается шесть серий тюбингов с толщиной

стенки от 25 до 70 мм. Тюбинговая крепь

представляет собой единую конструкцию по

всей длине горной выработки. Податливость

тюбинговой крепи обеспечивается за счет

зазоров в местах соединения тюбингов.

Тюбинговая крепь используется только в

выработках с большим сроком службы.

В таких же выработках применяется

каменная крепь из кирпича, бетонитов, бетона,

монолитного или сборного железобетона. При каменной крепи по бокам выработки в

почве устраивают углубления для фундаментов стен. Глубина фундамента должна быть

равна одной — двум толщинам крепи. Фундамент делают обычно из бетона или

бутового камня. На фундаменте возводят стены крепи толщиной 30—50 см. Возведение

Рис. 5.8. Выработка, закрепленная тюбинговой

крепью

Рис. 5.6. Выработка,

закрепленная анкерной крепью

Рис. 5.7.

крепи из кирпича, бетонитов или бетонных блоков ведут так же, как при сооружении

строительных конструкций на поверхности. Пространство между крепью и породой

заполняют щебнем и заливают цементно-песчаным раствором.

Бетонную крепь возводят с помощью деревянной или металлической опалубки.

Бетонную смесь укладывают между опалубкой и породой и утрамбовывают

вибраторами. Сначала возводят стенки крепи, а затем ее свод. При этом работы

выполняются под защитой обычной деревянной или металлической крепи.

Иногда бетон наносят непосредственно на поверхность выработки, не сооружая

опалубку. При таком способе бетонирования крепь называют набрызгбетонной. Для

нанесения бетона используется сжатый воздух. Бетонная смесь состоит из

портландцемента марки не ниже 300 и мелкого заполнителя в соотношении от 1: 2 до

1: 4. Для ускорения схватывания вводятся специальные добавки. Для лучшего

прилипания бетона поверхность выработки обмывают водой с добавлением небольшого

количества цемента (цементное молочко), а иногда обтягивают металлической сеткой.

За один раз наносится слой толщиной 5—7 см. Следующий слой наносят через 10—15

мин, т. е. после схватывания первого слоя. Количество слоев определяется

необходимой толщиной крепи.

Железобетонная крепь из монолитного железобетона применяется в выработках,

испытывающих значительное горное давление. Возведение железобетонной крепи

отличается от возведения бетонной тем, что перед бетонированием создается силовой

каркас из металлической арматуры.

Способы проведения горизонтальных и наклонных выработок.

Способы проведения зависят от угла падения и мощности пластов, площади сечения

и формы направления проведения (низ, вверх), крепости пород и характеристика забоя

(угольный, смешанный, породный), степенью присечки пород. Различают 2 основных

группы способов проведения выработок. Обычный способ, когда породы позволяют

свободно обнажать забой по всему периметру. Специальные способы применяют в

слабых, неустойчивых породах (плывунах или сильно обводненных, сыпучих), а также

в крепких породах, которые пересекают породы с весьма большим при котором воды и

газа, или их называют сложные горно-геологические условия.

При обычных способах различают:

1. Проведение выработок только по породам или по углю.

При этом возможны 2 основных варианта:

а) в крепких породах (квершлаги, полевые штреки).

б) в мягких (по пласту).

При проведении выработок по крепким породам применяется БВР. По мягким

породам выработки проходятся комбайном, но можно и с БВР.

2. Проведение выработок в неоднородной породе (по маломощному пласту), где

требуется подрывка кровли и почвы. В этом случае проводятся без разделения выемки

угля и породы, или с раздельной выемкой угля и породы, но увязывают между собою.

При раздельной выемке выделяют проведение узким и широким забоем. Сущность

широкого забоя заключается в том, что забой выработки по углю расширяется в обе

стороны и в ту или другую сторону (или раскоски) для размещения там породы.

Организация работ при проведении выработок

Различают 2 вида горнопроходческих процессов: основные и вспомогательные.

Вспомогательные – процессы, которые обеспечивают нормальные условия для

выполнения основных проходческих операций.

К основным процессам относятся: разрушение породы, бурение шпуров, погрузка

горной и транспортирование отбитой горной массы и крепление горной выработки;