Нормальное функционирование горного предприятия
немыслимо при плохом состоянии выработок: по ломах крепи, уменьшенном
сечении и т. д. На содержании и ремонте горных выработок в 197G г. по
Мин углепрому СССР было занято 60 тыс. человек В Донбассе затраты на
охрану выработок ежегодно составляют 250—260 млн. руб. Таким образом,
охрана горных выработок от вредного влияния горного давления является
для государства делом весьма дорогостоящим. Резко сократить затраты
позволит внедрение безремонтного поддержания выработок.
При ведении горных работ в массиве происходит
перераспределение напряжений, вызывающих повышенные опорные давления.
Опорное давление зависит от физико-механических
свойств и литологического состава пород горного массива, формы, размера
и расположения выработки, а также от других условий.
При проектировании горных работ следует исходить из рационального
размещения выработок. Капитальные и подготовительные выработки должны
обладать высокой устойчивостью, а расходы на их поддержание — быть
минимальными. Для этого выработки необходимо располагать в устойчивых
породах или в зонах с пониженными напряжениями.
С целью сохранения пластовых выработок применяют различные способы их
охраны (рис. 11.1). При охране по способу «массив угля — целик» между
выработанным пространством и горной выработкой оставляют полосу
невынутого угля (целик). Для со крашения потерь угля целик может быть
заменен бутовой полосой, выложенной из породы, полученной от проведения
специальной (бутовой) выработки.
В случае, если выработка полностью находится в зоне выработанного
пространства, она может охраняться целиками угля с двух сторон. При
определенных условиях эти целики могут быть заменены бутовыми полосами.
Бывает и такое сочетание, при котором выработка с одной стороны
охраняется целиком угля, а с другой — бутовой полосой.
В последние годы все чаще и чаще вместо целика или бутовой полосы
создаются искусственные сооружения (в основном из железобетонных тумб).
Если породы почвы не склонны к пучению, то наиболее эффективным способом
охраны выработки является расположение ее в массиве угля. В этом случае
она не подвержена активному воздействию очистных работ и обладает
высокой устойчивостью.
Способ охраны горных выработок целиками (от 3 до 100 м) и бутовыми
полосами старый и имеет существенные недостатки: необходимость
дополнительного проведения выработок для окоптуривания целиков
(просеков, печей) и доставки по ним скребковыми конвейерами угля из лав,
его большие безвозвратные потери.
При охране бутовыми полосами, особенно двусторонними, выработки
находятся в зоне пониженных напряжений. Однако высокая трудоемкость
работ по возведению бутовых полос, необходимость проведения выработок
завышенного сечения по высоте и применения только крепей повышенной
податливости создают определенные трудности.
В 1962 г. Коммунарский горно-металлургический институт предложил новый
бесцелнковый способ охраны подготовительных выработок опорами высокой
прочности и ограниченной податливости. В качестве опор применяются тумбы
из железобетонных блоков, а при сравнительно небольшом сроке службы
выработок (до 2 лет) - ограниченно-податливые органные ряды из
деревянных стоек диаметром 200—300 мм. Достоинство нового способа —
высокая устойчивость выработок и небольшие расходы на их охрану. Этот
способ применяется на шахтах Донецкого и других бассейнов страны.
Каковы же тенденции совершенствования способов охраны горных выработок?
Исследования и практика в нашей стране и за рубежом показали, что
наиболее эффективны бесцеликовые способы охраны с применением
искусственных ограждений. При сравнительно небольших дополнительных
затратах обеспечивается высокая устойчивость выработок, что в конечном
счете значительно уменьшает затраты. В качестве искусственных сооружений
применяют ограниченно-податливые органные ряды, тумбы из железобетонных
блоков, околоштрековые полосы из ангидрида или бетона. Особенно
перспективны околоштрековые полосы, так как их сооружение можно
полностью механизировать.
Хорошее состояние горных выработок — залог успешной работы шахты.