Спосіб кріплення гірничої виробки у зоні впливу очисних робіт

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для поддержания повторно используемой выработки в зоне влияния очистных работ на угольных пластах на большой глубине. Известна штрековая крепь по авт. св. СССР № 1343024, кл. Е 21 D 11/14, опублик. 1987, которая устанавливается под каждые две рамы постоянной крепи вслед за очистным забоем. По мере удаления очистного забоя (за зоной активных сдвижений) механизированную усиливающую крепь разгружают и вновь устанавливают вслед за лавой. Недостатком данного способа является то, что не опеределена длина участка, на котором должна устанавливаться крепь усиления. В то время как знание оптимальной длины данного участка, зависящей от многих горно-геологических и горнотехнических факторов, позволяет рационально использовать крепь усиления, а следовательно; снизить трудоемкость работ по поддержанию выработок. Кроме того, не предусмотрена установка крепи усиления впереди очистного забоя в зоне опорного давления, что снижает эффективность применения стоек крепи усиления Известна переносная усиливающая крепь по авт. св. СССР № 1117407, кл. Е 21 D 11/14, опублик, 1984, которая устанавливается в выемочной выработке в зоне влияния очистных работ. Согласно способу установки крепь переносную усиливающую устанавливают под каждую раму постоянной крепи впереди лавы в начале зоны опорного давления. В зоне сопряжения с лавой стойки усилений снимаются и устанавливаются вновь после прохода лавы. В начале зоны установившегося давления стойки усиления снимают. Недостатком способа является то, что не опеределены факторы, в зависимости от которых определяется длина участка установки крепи усиления в повторно используемой выработке, расположенной в зоне Влияния очистных работ.. Известна переносная усиливающая крепь [авт. св. СССР № 1239352, кл. С 21 11/14, опублик. 1986], которая устанавливается в выемочных выработках, испытывающих влияние очистных работ. Способ установки усиливающей крепи предусматривает установку крепи впереди и позади очистного забоя в зоне неустановившегося горного давления. По мере движения лавы вдоль выработки переставляют и усиливающую крепь. Недостатком данного способа является то, что не определена оптимальная длина установки крепи усиления. В то же время знание оптимальной длины данного участка позволяет более рационально использовать крепь усиления, что позволяет снизить трудоемкость поддержания выработки. Известен способ повышения устойчивости выемочной выработки (Терентьев Б.Д., Брынько А.Ф., Хамин И.А. Технико-экономическая оценка сохранения выемочного штрека секционными крепями. - Уголь, 1991, ISfe 12, с. 22-25]. Способ заключается в использовании для поддержания выемочной выработки в зоне влияния очистных работ секционных крепей типа СПК. Согласно данного способа предусматривается установка секций крепи позади очистного забоя на протяжении 70-80 м. При этом отставание крепи от забоя лавы допускалось не более 10 м. По мере подвигания лавы переставлялись и секции крепи. Недостатком данного способа является то, что не предусмотрена установка крепи усиления впереди очистного забоя, в то время как впереди очистного забоя выработка испытывает повышенное горное давление, которое вызывает ухудшение эксплуатационного состояний выработки. Кроме того, длина участка, на котором устанавливается крепь не может быть фиксированной величиной, так как зависит от глубины разработки, прочности вмещающих пород и т.д. Известен способ крепления горной выработки по авт. св. СССР № 1281679, кл. Е 21 D 11/14, опублик. 1987, включающий определение прочности пород кровли и почвы установку стационарной крепи и крепи усиления в выработке, подверженной влиянию смежных очистных работ, причем, крепь усиления устанавливается по всей длине охраняемой выработки на все время работы смежной лавы. Недостатком данного способа является высокая трудоемкость поддержания выработки из-за нерационального использования крепи усиления. Пока выработка находится в зоне влияния смежных очистных работ применение крепи усиления оправдано. Участки выработки, находящиеся в зонах установившегося горного давления не требуют дополнительных средств поддержания в виде крепи усиления. Известен способ крепления горной выработки в зоне влияния очистных работ [Авт. св. СССР № 1195008, кл. Е 21 D 11/14, опублик. 1985], включающий установку податливой' рамной крепи и элементов усиления в пределах зоны влияния очистной выработки. При этом по скоростям смещений пород определяют шаг обрушения пород основной кровли, а элементы усиления крепи устанавливают в местах повышенного опорного давления, причем, несущую способность элементов усиления крепи увеличивают с минимального ее значения в начале участка усиления крепи до максимального ее значения в конце у забоя лавы. Недостатком данного способа является то, что параметры участка, на котором устанавливается крепь усиления можно определить лишь проведя предварительные работы по замеру скоростей смещений пород в выработке, что ведет к повышению трудоемкости поддержания выработок и снижению надежности способа при его применении на проектирующихся горизонтах. Наиболее близким по технической сущности и дастигаемрму эффекту к; заявляемому изобретению является способ охраны и крепления подготовительных выработок, используемых повторно [Типовые паспорта охраны, крепления и поддержания подготовительных выработок. - Л.: ВНИМИ,4 1980, с. 5-26]. Способ содержит определение глубины разработки, мощности пласта, прочности вмещающих пород, категории пород по обрушаемости, положений начала и конца участка усиления относительно линии очистного забоя и установку крепи усиления на этом участке. Этот способ принимается в качестве прототипа. Способ реализуется следующим образом. Определяется глубина разработки, мощность пласта, категория пород по обрушаемости и прочность вмещающих пород. Выбирается способ охраны повторно используемой выработки. Затем в зоне влияния очистных работ устанавливается крепь усиления на участке усиления. При этом определяется положение начала и конца участка установки крепи усиления относительно линии очистного забоя в зависимости от вышеперечисленных факторов (глубина разработки, мощность пласта и т.д.). Недостатком данного способа охраны является высокая трудоемкость способа из-за того, что при определении положений начала и конца участка установки крепи усиления не учитывается расстояние от границы выработанного пространства движущейся лавы до горной выработки, расположенной в ранее выработанном пространстве и используемой повторно. Существует способ охраны участкового откаточного штрека, когда он располагается в выработанном пространстве лавы (или под ним) в разгруженной зоне. При отработке запасов смежной лавы этот штрек используется в качестве вентиляционного. В этот период он подвергается воздействию повышенного горного давления, образующегося вокруг очистного забоя движущейся лавы в результате активизации сдвижений толщи горных пород на границе ранее выработанного пространства и выработанного пространства движущейся лавы. Причем максимум повышенного горного давления находится именно в районе этой границы. По мере удаления от нее горного давления постепенно уменьшается До геостатического (фиг. 1). Поэтому чем дальше участковая выработка удалена от границы выработанного пространства движущейся, лавы, тем меньше длина участка, на котором необходимо устанавливать крепь усиления, Задача настоящего изобретения: снижение трудоемкости поддержания участковой выработки за счет рационального использования крепи усиления на участке выработки, подвергающемуся влиянию очистных работ. Поставленная задача достигается тем, что в способе охраны и крепления подготовительных выработок, используемых повторно, включающем определение глубины разработки, мощности пласте, категории по обрушаембсти и их прочности, положения начала и конца участка усиления крепи относительно линий очистного забоя движущейся лавы и ycтановкy крепи усиления на участке выработки между началом и концом усиления крепи, определяют расстояние І в от повторно используемой выработки до границы выработанного пространства движущейся лавы. Положение начала Уд участка усиления относительно очистной забоя движущейся лавы определяют по зависимости где кн - эмпирический коэффициент, кн = 1,8; b - расстояние от очистного забоя впереди лавы, на котором необходимо начинать установку крепи усиления; b - 20; 30; 50 соответственно при легко-, средне- и труднообрушаемых кровлях. При этом, если значение начала установки крепи усиления отрицательно, то крепь начинают устанавливать впереди забоя движущейся лавы, если положительно, то позади нее. Положение конца участка усиления Ук относительно очистного забоя движущейся лавы определяют по формуле где кк - эмпирический коэффициент (кк - 225 МЛа); m - мощность пласта, м; Н - глубина разработки, м; R - прочность вмещающих пород на одноосное сжатие, МЛа; . n - эмпирический коэффициент n = 0,6; 0,8; t,0 - соответственно при легкообрушающихся, среднеобрушающихся и труднообрушающихся кровлях. После этого сравнивают значения положений начала Ун и конца Ук участка установки крепи усиления. Если Уи и Ук, то Крепь усиления в повторно используемой выработке не устанавливается; если Ун Уи, то в выработке устанавливается крепь усилений на участке от 60 м до 84,3 м за -линией очистного забоя. Установка крепи усиления на этом участке позволила недопустимость значительной конвергенции на контуре выработки в период, когда она находилась в зоне воздействия повышенного давления. В результате удалось снизить трудозатраты на поддержание повторно используемой выработки.