1. Ведення робіт у зонах геологічних порушень.

ТОР 7. Ведення робіт у складних гірничо-геологічних умовах

1. Ведення робіт у зонах геологічних порушень.

Збільшення глибини відпрацювання вугільних пластів, збільшення параметрів стовпів виїмок з метою зменшення втрат через перемонтаж комплексів, призводить в свою чергу до збільшення ймовірності появи в межах виїмкового стовпа геологічних порушень, що підлягають переходу комплексно - механізованими лавами. У цих зонах різко підвищується тиск на гідрофіковане кріплення, погіршується стан порід покрівлі через розвинену поблизу порушень ендогенної тріщинуватості, найчастіше спостерігається підвищене виділення газу метану. Це призводить до необхідності застосування цілого ряду додаткових заходів щодо покращення взаємодії кріплення з бічними породами. Здійснення зазначених заходів пов'язані зі значними додатковими та трудовими витратами, що негативно впливає на видобуток вугілля.

Види порушень.

У Кузбасі в основному зустрічаються такі порушення, як скидання, скидання, насуви перетискання, здуття, карсти, складчастість, перем'ятість вугілля і порід, що вміщають, хибні покрівля і грунт. За формою ліній простягання порушення розрізняють: прямолінійні, криволінійні, комбіновані, а як і прості і складні. Прості представлені одним типом порушення, складні – двома та більше.

За величиною амплітуди зміщення виділяють два типи порушень: з амплітудою не перевищує потужності пласта, і з амплітудою, що перевищує потужність пласта, а також з амплітудою, що змінюється в межах виїмкового стовпа, і з незмінною амплітудою. Порушення у виїмковому стовпі можуть бути з простяганням по всьому фронту очисного вибою, і з простяганням не по всьому фронту очисного вибою.

Наслідки переходу порушень.

При переході механізованимикомплексами через геологічні порушення можливі критичні ситуації із – за необхідності присічки бічних порід зниження швидкості поруху лави, зменшення стійкості кріплення на криволінійних ділянках, підвищений знос механізованого комплексу та багато іншого. Усі ці чинники можуть призвести до втрати працездатності комплексу. Фактори, що викликають несприятливі взаємодії комплексу з породами, що вміщають, можуть бути обумовлені гірничо-геологічними умовами, параметрами порушення і зони його впливу. А також можуть бути обумовлені прийнятою технологією, конструктивними особливостями та режимами керування гірських машин. Правильний вибір рішень щодо переходу порушень з урахуванням всіх чинників здатне запобігти втраті працездатності комплексу.

Прояви порушень та їх наслідки.

1. Заколи покрівлі при великоблочному обваленні. Робота гідрофікованого кріплення ускладнена високим гірським тиском, несприятливим його розподілом. Секції кріплення нестійкі через значну різницю навантажень по забійному та завальному рядах стійок і часто втрачають рухливість при посадці нажорстко (ще говорять «насухо»). 2. При вході комплексу в зону впливу тектонічного порушення в покрівлі часто утворюються вивали та бані. Купол - процес важкоусувний, і купол, що одного разу утворився, поширюється на сусідні секції в міру їх входу в зону порушення. Секції кріплення стають вкрай нестійкими, оскільки немає надійної опори з боку перекриттів та основ. 3. Перепуск порід покрівлі перекриттям спостерігається при утворенні купола над підтримуючими елементами секцій кріплення у верхній частині лави, виїмковий контур якої викривлений в зоні переходу порушення. Нестійкість кріплення обумовлена інтенсивним переміщенням тих, що втратили суцільність.порід. 4. Бокове зміщення порід, що спостерігається при нормальних просіданнях покрівлі, призводить до перекидання секцій мехкрепі, деформування стійок та їх з'єднань в опорних елементах, до односторонніх просадок основ у ґрунт. Чим більша потужність пласта, тим інтенсивніше проявляється цей фактор. (В даний час експлуатуються комплекси на потужність пласта до 7м). 5. Рух секцій кріплення по криволінійних траєкторіях призводить до зміни їхнього заданого положення. Це виражається різним використанням підстав кріплення у породи грунту, створенням нестабільних умов їх пересування, й у результаті – до втрати стійкості. Секції кріплення працюють під навантаженням, як консолі на опуклих ділянках, і як балки на двох опорах – на увігнутих ділянках. 6. Збільшується віджимання вугілля від вибою при підході до порушення через зниження міцності бічних порід і пласта, а також зростання гірського тиску по межах зони тектонічного порушення. 7. Наявність сторонніх включень у масиві вугілля великої міцності (наприклад включення колчедана) може призвести до виходу з ладу виїмкових машин.

Доцільність переходу порушення.

На стадії розвідки родовища, детальної розвідки перед введенням родовища в експлуатацію порушення фіксуються, оцінюються і наносяться на план гірничих робіт. Потім приймаються технологічні рішення щодо розкривання шахтного поля. При цьому намагаються обійти порушення або нарізати очисні забій так, щоб якнайменше порушень потрапляло в зону ведення очисних робіт. - При цьому лави можуть нарізатися криволінійно, зі змінною довжиною очисного вибою, щоб уникнути порушення. У цьому проводяться додаткові роботи з нарощування чи скорочення довжини механізованого комплексу. Можлива на цій ділянці експлуатація мехкомплексу здодатковим індивідуальним кріпленням - Якщо порушення має велику амплітуду, простягається по всьому фронту очисного вибою, то може бути прийняте рішення про роботу з перемонтажем очисного комплексу. Тобто. при підході комплексу до порушення по всьому фронту з великою амплітудою комплекс зупиняється, проводиться нова монтажна камера за зоною порушення, і комплекс перемонтується. Частина порушеної ділянки лави – кидається, списується на втрати Якщо варіант з переходом порушеної частини доцільніший, ніж варіант з перемонтажем комплексу, то складається паспорт переходу комплексом порушення.

Якщо варіант з переходом порушеної частини доцільніший, ніж варіант з перемонтажем комплексу, то складається паспорт переходу комплексом порушення.

Дуже важливі параметри комплексу: - граничні радіуси вписування комплексу в формований контур; - Граничні кути розвороту секцій конвеєра щодо один одного у вертикальній та горизонтальній площинах; - Граничні кути розвороту секції кріплення відносно один одного у вертикальній та горизонтальній площинах; - Максимальна та мінімальна розсувність секції кріплення;

Чим детальніше проведена розвідка (що більше пробурено розвідувальних свердловин), чим повніше враховані параметри комплексу, тим повніше і точніше можна оцінити вплив порушених ділянок на гірничі роботи та прийняти найбільш правильне рішення щодо доцільності проходження порушення, його обходу чи перемонтажу комплексу за порушення.

Перехід очисними вибоями зон порушення.

Розглянемо два варіанти переходу зон порушення: - маневрування комплексом у площині пласта для обведення лави за контуром порушення або розвороту; - маневрування комплексом у просторі при фронтальному переходірозриву чи складки.

Маневрування комплексом у площині пласта для обведення лави за контуром порушення або розвороту;

Обведення лави за контуром геологічних порушень здійснюється у випадках, коли порушення неперехідні через занадто великі амплітуди, обводненості або значну площу порушення. Переклад недоцільний з економічних чи технологічних причин. Основний спосіб обведення лави за контуром порушення – це маневрування комплексу.

Принцип повороту заснований на вигині бази комплексу (базою є забійний конвеєр) та зняття клиноподібних виїмкових смуг вугілля, а потім оновлення смуг повними циклами. Поворот лави здійснюється у наступній послідовності. Конвеєр діагонально присувається до забою. У цьому зберігається його прямолінійність. Проводиться виїмка клинової смуги протягом усієї лави. Після проходом комбайна пересуваються секції кріплення. Потім знову конвеєр діагонально присувається до вибою, зберігаючи прямолінійність, виробляється виїмка діагональної смуги і т.д. Залежно від стійкості порід покрівлі та кута повного розвороту комплексу вибирається режим чергування клиноподібних та повних циклів. Цей спосіб застосовується, якщо порушення знаходиться в одного з флангів очисного вибою, тобто. у конвеєрного чи вентиляційного штреків. У зв'язку зі зміною прямолінійності траси комплексу змінюватиметься траса пересування його кінцевих частин щодо конвеєрного та вентиляційного штреків. Для цього потрібно попереднє проведення виробок трасою обходу або проведення виробок попереду очисного вибою (за типом суцільної системи розробки). Якщо порушення знаходиться в середині очисного вибою, то можливий розрив комплексу та обхід порушення з двох сторін з подальшим з'єднанням частинмехкомплексу. Варіантів обходу порушень безліч і приймаються вони залежно від умов.

Маневрування комплексом у просторі при фронтальному перехід розриву чи складки.

Принцип переходу розриву чи складки ґрунтується на тому, що за кожен цикл комплекс піднімається або опускається на 0,1 -0,2м: у ґрунті та покрівлі комбайн створює систему уступів, якими рухається комплекс. Якщо довжина шляху переходу значна, відбувається сильне зношування виїмкової машини, забійного конвеєра, окремих вузлів кріплення, що піддаються вигину.