CC BY
46
© А.И. Вовк, А.В. Борисов, Ю.Н. Аолоткин , 2003
УАК 622.268.8
А.И. Вовк, А.В. Борисов, Ю.Н. Аолоткин
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ КРЕПЛЕНИЕ АЕМОНТАЖНОЙ КАМЕРЫ СТАЛЕПОЛИМЕРНЫМИ АНКЕРАМИ
В последние годы в зарубежной и отечественной горнодобывающей промышленности все шире находит применение сталеполимерное анкерное крепление горных выработок.
С 1996 г. на шахтах ОАО "Воркутауголь" возобновились работы по внедрению анкерного крепления с использованием новых типов химических ампул производства фирм "CarboTech" (Германия), "Карбо-ЦАКК" (Россия), переносных буровых станков "Wombat", "Gopher", а также различных видов анкерных стержней.
Опытно-экспериментальные работы, проведенные на шахтах, подтвердили высокую экономическую эффективность и практическую целесообразность использования сталеполимерных анкеров при креплении горных выработок различного функционального назначения: подготовительных выработок, монтажных камер, переходимых лавами диагональных вентиляционных сбоек, а также для усиления рамной крепи в зонах влияния очистных работ.
Наиболее широко данный вид крепления применяется на шахте "Северная". За 2001 г. 25% от общего объема пройденных выработок закреплено сталеполимерными анкерами, а на 2002 год запланировано довести объем их применения до 74%, что соответствует по протяженности 5400 м горных выработок.
С учетом анализа зарубежного и отечественного опыта анкерного крепления демонтажных камер, разработанных рекомен-
Схема и параметры крепления демонтажной камеры
даций ВНИМИ (г. Санкт-Петербург), а также с целью изучения возможностей дальнейшего расширения объемов использования анкеров на шахте "Северная" были проведены экспериментальные работы по креплению демонтажной камеры 1212-ю пласта "Четвертого".
Демонтажная камера 1212-ю пласта Четвертого располагается на южном крыле шахтного поля. Длина демонтажной камеры 200 м при глубине заложения 895 м. Угольный пласт имеет простое строение при средней мощности 1,48 м и крепости угля f = 1,5 по шкале проф.
М.М. Протодьяконова.
Кровля пласта представлена "ложной кровлей" - тонкослоистыми неустойчивыми аргиллитами мощностью 1,4 м и f = 3-4. В непосредственной кровле залегают среднеустойчивые алевролиты мощностью до 10,3 м, f = 5-7.
Непосредственная почва пласта сложена алевролитами мелкозернистыми, мощностью 1,3 м,
f=3-4. Гипсометрия пласта спокойная, пологоволнистая, углы падения по оси демонтажной камеры составляют 2-3°. Лава 1212-ю была остановлена для оформления демонтажной камеры с оставлением охранного целика шириной 70 м до конвейерного штрека, пройденного по пласту Четвертому.
Для производства демонтажных работ комплекса 2КМ-138 необходимая ширина камеры, согласно существующим нормативным требованиям, должна составлять 6,4 м. В соответствии с разработанным проектом крепление монтажной камеры производилось следующим образом (рисунок):
- расстояние между рядами анкеров по ширине выработки
- 0,8 м (равно ширине захвата комбайна);
- расстояние между анкерами в ряду - 1,5 м (на первых 6 рядах с завальной стороны);
- расстояние между анкерами в последующих двух рядах (со стороны массива угля) -1,0 м.
Грудь забоя была закреплена двумя рядами анкеров с подхватами и установкой решетчатой затяжки. Верхний ряд анкерных шпуров при этом забуривался через верхнюю пачку пласта в породы кровли под углом 45°, с шагом установки 1,5 м, нижний ряд анкеров устанавливался с шагом 2,5 м под прямым углом к груди забоя в нижней части пласта.
Для крепления демонтажной камеры применялись анкера А20В (производства ЗАО "Куз-басспромсервис") длиной 1,8 м, на каждый анкер расходовалось по 2 ампулы АКЦ-330 и одна АКЦ-470 производства ЗАО "Карбо-ЦАКК" (г. Ленинск-Куз-нецкий), прочность отвердевшей массы составляла более 80 МПа при времени отвердения 0,53 мин. Для затяжки кровли применялись W-образные подхваты длиной 2,8 м и шириной 0,25 м, которые прижимались к кровле опорными сферическими плитами посредством гаек. Транспортная дорожка демонтажной камеры и грудь очистного забоя между подхватами перекрывалась решетчатой специальной металлической затяжкой 3РМ.
Бурение шпуров диаметром 28 мм и глубиной 1,7 м производилось пневматической переносной бурильной установкой Gopher (Германия), которая была подключена к шахтному передвижному компрессору
ЗИФ-ШВ-5 с рабочим давлением 0,59 МПа и производительностью 5 м3/мин.
Для нормальной работы бурильной установки и заводки анкеров в шпуры пришлось увеличить высоту демонтажной камеры до 2,0-2,1 м за счет присечки пород кровли на 0,5 м по всей ее длине.
В процессе работ по креплению демонтажной камеры осуществлялся постоянный контроль за состоянием заанкерованных пород кровли для выявления образований трещин, отслоений и обрушений кусков породы, отжима укрепленной забойной части камеры. Вдоль транспортной дорожки через каждые 30 м были установлены телескопические указатели, фиксирующие смещения пород кровли.
За период шахтных наблюдений в течение 40 суток по отдельным указателям отмечены незначительные смещения нижележащих слоев кровли (не более 3-5 мм), между установленными боковыми анкерами были выявлены участки отжима угля от забоя мощностью до 0,3 м в верхней части демонтажной камеры, примыкающей к ранее отработанному выемочному полю.
Для дополнительного подтверждения работоспособности сталеполимерных анкеров был проведен эксперимент: три рядом стоящие в средней части лавы секции механизированной крепи 2М-138 были опущены "на сухо", при этом часть монтажной камеры площадью 28 м2 в течение суток поддерживалась только за счет анкерной крепи. За указанный период смещения пород кровли по телескопическим указателям и их структурных изменений отмечено не было, что подтвердило высокую несущую способность анкерной крепи.
Для оценки экономической эффективности примененного технического решения было выполнено технико-экономического сравнение вариантов крепления демонтажной камеры традиционным способом с использованием деревянной крепи и сталеполимерными анкерами.
Расчет по сравниваемым вариантам произведен по двум основным отличающимся элементам затрат: "заработная плата" (трудозатраты) с социальным налогом и "материалы". По базовому варианту стоимость крепления 1 м демонтажной камеры по указанным статьям расхода составила 2041 рубль, а по экспериментальному 1701 рубль или на 16,7% меньше. В целом на весь объем крепления выработки экономия затрат по варианту с ан-
керной крепью достигла 68 тыс. рублей, из которых около 56 тыс. рублей приходится на снижение затрат по элементу "материалы".
Необходимо также отметить, что в экспериментальном варианте трудозатраты на погрузочно-транспортные операции были снижены в 2,65 раза по сравнению с базовым, связанным с доставкой 165 м3 лесоматериалов.
При наработке опыта крепления сталеполимерными анкерами и постановке на поточное изготовление элементов анкерной крепи на базе Воркутинского механического завода, можно предположить дальнейшее снижение затрат на возведение анкерной крепи, в том числе и на крепление демонтажных камер.
На основании проведенных опытно-экспериментальных работ по креплению демонтажной камеры 1212-ю пласта Четвертого сталеполимерными анкерами установлено следующее:
- подтверждена принципиальная возможность и экономическая целесообразность использования данного вида крепи в выработках аналогичного назначения;
- за счет анкерования пород кровли удалось создать ее устойчивые обнажения с высокой несущей способностью, исключающей отслоения пород, вы-валообразования и повысить безопасность демонтажных работ;
- с целью повышения эффективности крепления демонтажных камер сталеполимерными анкерами необходимо провести дальнейшие исследования по оптимизации параметров установки анкеров в различных горно-геологических условиях.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -------------------------------------------------------------------------------------------
Вовк А.И. - главный инженер шахты «Северная» ОАО «Воркутауголь».
Борисов А.В. - заместитель технического директора ОАО «Воркутауголь» по горным работам.
Долоткин Ю.Н. - кандидат технических наук, доцент кафедры горного дела, филиал СПГГИ (ТУ) "Воркутинский горный институт".
Файл: ВОВК
Каталог: G:\По работе в универе\2003г\Папки
2003ЮІАВ11-03 Шаблон:
C:Шsers\Таня\AppData\Roaming\MicrosoftYШаблоны\
Когша1.ёо1ш
Заголовок: Экспериментальное крепление демонтажной камеры
сталемолимерными анкерами Содержание:
Автор: shvabauer
Ключевые слова:
Заметки:
Дата создания: 19.08.2003 16:44:00
Число сохранений: 11
Дата сохранения: 21.08.2003 16:42:00 Сохранил: Гитис Л.Х.
Полное время правки: 27 мин.
Дата печати: 09.11.2008 18:01:00
При последней печати страниц: 2
слов: 1 188 (прибл.)
знаков: 6 776 (прибл.)
