Состояние выемочных штреков на шахтах Рурского бассейна

Средние остаточные поперечные сечения выемочных штреков после прохода лав (при условии, что подрывка почвы в штреке не производилась) приведены на рис. 6.10. Там же приведены значения просадки арок крепи в податливых соединениях.

Просадка рам крепи в боковых соединениях при повторном использовании штрека увеличивается примерно в 1,5, а в верхнем соединении — даже в 2 раза. Это означает, что после прохода первой лавы верхнее податливое соединение в результате относительно малой подвижки все еще сохраняет податливость, и то время как податливость боковых соединений в значительной мере уже исчерпана. Как показывает практика, из-за деформации спецпрофиля элементы крепи заклиниваются нажестко.

На рис. 6.11 показаны средние исходные размеры поперечного сечения конвейерного штрека (площадью 16,1 м2). Высота выработки после прохода лавы должна уменьшаться не более чем на 0,5 м, т. е. на 14% исходной высоты, чтобы оставшееся сечение было достаточным для передвижения транспортных средств, прохода людей и размещения заслона для локализации взрывов. Однако поскольку средняя конвергенция составляет 1,3 м (соответственно 36% исходной высоты), в таком «усредненном» штреке необходимо произвести подрывку почвы на глубину 0,8 м (т. е. на 22% исходной высоты). Если подрывку почвы производят сразу на 0.8 м, то в месте ремонтных работ выработка становится практически непригодной для транспорта угля или материалов и прохода людей.

Из гистограмм распределения выемочных штреков по степени деформированного породного контура (рис. 6.12) и крепи (рис. 6.13) видно, что состояние примерно 23% всех обследованных штреков можно считать неудовлетворительным (конвергенция свыше 40% исходной высоты), 12% — хорошим (конвергенция не более 20%) и 65% — удовлетворительным (конвергенция 21—40%).

Важные требования к оформлению поперечного сечения выемочных штреков предъявляет постоянно увеличивающийся объем материалов, требуемых для их крепления:

Из приведенных данных видно, что средняя площадь поперечного сечения выемочных штреков увеличилась с 8 до 17 м2, расстояние между рамами крепи уменьшилось с 1 до 0,8 м, а средняя линейная плотность спецпрофиля крепи возросла с 25 до 35 кг/м. В связи с этим в настоящее время в забои выемочных штреков, проводимых впереди очистного забоя, приходится ежесуточно доставлять через сопряжение лавы со штреком в среднем по 1500 кг материалов. В 1958 г. объем материалов, транспортируемых через сопряжение лавы со штреком, был относительно невелик (250 кг/сут). Доставка материалов затрудняется тем, что на сопряжении лавы со штреком, где сосредоточено множество громоздкого машинного и электрического оборудования, лишь в редких случаях удается проложить соответствующее транспортное средство через вынесенный на штрек привод забойного конвейера,

В креплении выемочных штреков произошли следующие изменения.

В результате увеличения средней площади поперечного сечения выемочных штреков в свету с 10 до 15,5 м2 общая масса крепи на 1 м длины выработки возросла с 320 до 450 кг.

В указанный период глубина разработки увеличилась на 120 м (табл. 6.7). Показатели прочности пород почвы ухудшились незначительно. Средняя вынимаемая мощность пласта возросла примерно на 20 см. Геологические условия обследованных выемочных штреков стали несколько более трудными.

Существенные изменения произошли в способах охраны выемочных штреков со стороны выработанного пространства. В настоящее время около 30% всех выемочных штреков охраняются жесткими околоштрековыми полосами, вследствие чего средний индекс способа охраны выемочных штреков уменьшился с 2,3 до 1,8. Доля штреков, проводимых с отставанием от лавы, сократилась с 22 до 10%.

Три первых из перечисленных в табл. 6.7 факторов (совместно с мощностью пласта) определяют конвергенцию. В зависимости от их изменения, по формулам, полученным лабораторией рудничной крепи и механики горных пород на основе регрессионного анализа, может быть установлена ее величина. Так, рост глубины разработки привел к повышению конвергенции в среднем на 8%. Ухудшение физико-механических свойств пород обусловило увеличение конвергенции еще на 2%. Благодаря более широкому применению жестких околоштрековых полос удалось снизить среднюю конвергенцию на 2%. Уменьшение удельного веса штреков, проводимых с отставанием от лавы, вызвало увеличение средней конвергенции на 3%. Различие в типах крепи ни сейчас, ни 10 лет назад не оказывало заметного влияния на конвергенцию. Поэтому можно считать, что деформирование штреков не зависит от типа крепи, поскольку речь идет о штреках с арочной крепью. Суммарное повышение расчетной конвергенции составило 11%, а именно с 23% в 1967 г. до 34% в 1977 г.

Измеренная конвергенция увеличилась с 22 до 35% исходной высоты выработок. Таким образом, фактическая конвергенция весьма удовлетворительно соответствует расчетной.

Площадь поперечного сечения выемочных штреков в свету увеличилась за тот же период с 10 до 15,5 м2, причем начальная высота выработок возросла в среднем с 3,25 до 3,80 м. Однако это не обеспечило увеличения остаточной высоты, которая в 1977 г. стала даже на 7 см меньше, чем была в 1967 г. Таким образом, путем увеличения площади поперечного сечения штреков вряд ли возможно компенсировать ухудшение геологических условий.