5. Выработка, сохраняемая для повторного использования

Условия: Н=600 м, S=13 м², b=4,1 м, h=3,6 м, кровля в пределах 1,5 ширины выработки: песчаный сланец, m=5,95 м, =50 МПа; песчано-глинистый сланец, m=2 м, =30 МПа: уголь, m=1,8 м, =12 МПа, почва в пределах ширины выработки: песчано-глинистый сланец, m=1,8 м, =28 МПа; песчаный сланец, m=2,5 м, =60 МПа (рис. 27).

Выработка эксплуатируется три года: один – до влияния первого очистного забоя, два последующих – до погашения вторым очистным забоем. Выработка пройдена буровзрывным способом. За первым очистным забоем она охраняется органной крепью. Основная кровля пласта – среднеобрушающаяся.

Решение: 1) Определяем расчетную прочность: принимаем =0,9. Тогда получим =500,9=45 МПа, =300,9=27 МПа, =120,9=10,8 МПа, =280,9=25,2 МПа, =600,9=54 МПа.

;

;

;

2) Выбираем основную крепь, устанавливаемую при проведении выработки. Для этого определяем смещения пород кровли по формуле (3), где =1 (см. табл. 2 при 20); =0,62 – см. формулу (4),

=1, =1, =120 мм, =74,4 мм.

По величине определяем нагрузку . Из табл. 4 имеем =38 кПа. По формуле , где =38 кПа, =1, =1, =4,1 м, имеем

.

Плотность основной крепи .

Принимаем =0,8 рамы/м. Выбираем крепь КМП-А3 из СВП-22 с замками типа ЗСД.

2. Выбор средств усиления впереди первого очистного забоя производим на основании расчета смещений пород по формуле (12)

,

где =74,4 мм, =1, =1,15, =0,48, =590 мм.

.

Определяем нагрузку по величине =400 мм. Из табл. 4 имеем =101 кПа. Вычисляем суммарную нагрузку на крепь в зоне влияния первого очистного забоя:

.

По формуле (14), предусматривая в качестве средств усиления металлические стойки трения, определяем их плотность:

.

Принимаем =0,8 стойки/м.

Протяженность участка усиления крепи равна 25 м (см. табл. 14).

3. Для определения средств усиления крепи позади забоя первой лавы и впереди второго очистного забоя рассчитываем смещения пород по формуле:

,

где =74,4 мм, =590 мм, =0,48, =1,8 м, =0,2 (см. п. 21), =1 (см. табл. 15), =1, =1,15.

.

Определяем суммарную нагрузку на крепь выработки по величине =1139,8 мм:

.

где =158 кПа (см. табл. 4), =1, =1, =4,1 м.

Определяем количество средств усиления на 1 м выработки – см. формулу (18):

.

Принимаем n₂=2 ст/м. На участках усиления и (см. табл. 14) надо устанавливать по две металлические стойки трения на 1 м под прогон.

4. Проверяем крепь по податливости

.

.

Принимаем КМП-А5 с ножкой 900 мм; =800 мм; из СВП-22, плотностью 1 рама/м с установкой на участке под крепь 1 стойки/м, а на участках и – 2 стойки/м.

Примечание. В качестве примера в табл. 43 показаны результаты выбора металлической податливой крепи для выработок, сохраняемых и используемых повторно на других глубинах и в других породах, но при прочих равных условиях, указанных в примере 1.

6. Спаренные выработки, погашаемые с одновременным извлечением целика угля

Условия: =33,3 МПа, =33,3 МПа, =30 МПа, =0,5, глубина Н=900 м, m=1,2 м, S=10,3 м² ширина выработки 4,1 м, =10°. Выработка проводится спаренной с целиком между ними 40 м (рис. 28). Общий срок службы три года: один – до влияния лавы I, два – в зоне влияния лавы I до погашения лавой II. Основная кровля пласта – среднеобрушающаяся. Проходка выработок – комбайновая.

Решение: 1) Выбираем основную крепь в спаренной выработке, на первом этапе находящейся вне зоны влияния очистных работ по аналогии с примером 1:

а) определяем , где =1, =0,2(4,1–1)=0,62, =1, =0,9, =570 мм.

;

б) определяем по величине =318,0 мм. =90 кПа. Вычисляем ;

в) выбираем крепь КМП-А3 из СВП-22 с замком ЗПК, 1,42 рамы/м. Принимаем п=1,43 рамы/м.

2) Выбор средств усиления крепи в спаренной выработке, охраняемой временным целиком, производим на основании расчета смещений пород кровли по формуле (19):

,

где =318 мм, =100 мм (см. рис. 9 при Н=900 м, =30 МПа, =40 м), =1,15 (см. табл. 17); =570 мм; =1, =1,0, =0,5.

.

Определяем суммарную нагрузку на крепь выработки:

,

где – см. табл. 4.

Плотность средств усиления крепи определяем по формуле (14):

.

Принимаем п=0,71 ст/м, т.е. одна стойка на две рамы под прогон.

3) Крепь по податливости выбираем из условия . При =0,84, =0,86; имеем . В этом случае предлагаемая крепь КМП-А3 из СВП-22 с податливостью 400 мм не подходит. При условии необходимо принимать крепь с большей податливостью. Принимаем КМП-А5 из СВП-22 с дополнительной ножкой длиной 700 мм. Податливость этой крепи составляет 600 мм.

Следовательно, в спаренной выработке устанавливают крепь КМП-А5 с дополнительной ножкой 700 мм, из СВП-22, плотность 1,43 рамы/м с усилением в зоне влияния второй лавы металлическими стойками трения из расчета 0,71 ст/м, т.е. одна стойка на две рамы под прогон.

Далее (табл. 44) приведены примеры выбора крепи в спаренной выработке, охраняемой временным целиком при разных глубинах в породах, но при прочих условиях, соответствующих примеру 6.

Таблица 44

Н, м	Крепь, размер целика	Параметры крени и средств ее усиления, размеры целиков при , МПа
		20	40	60
300	Основная крепь	КМП-А3 из СВП-22, замок ЗПК, n=0,8 рамы/м
		bц=30 м	bц=25 м
	Средства усиления крепи	Металлические стойки трения,	Металлические стойки трения, n1=0,8 ст/м
		n1=0,8 ст/м
600	Основная крепь	КМП-А3 из СВП-22, замок ЗПК,
		n=1,25 рамы/м, bц=30 м	n=0,8 рамы/м, bц=25 м
	Средства усиления крепи	Металлические стойки трения,	Металлические стойки трения, n1=0,8 ст/м
		n1=1,25 ст/м
900	Основная крепь	КМП-А5 с ножкой 700 мм из СВП-22, замок ЗПК, n=1,43 рамы/м, bц=40 м	КМП-А3 из СВП-22, замок ЗПК,
			n=1 рама/м, bц=35 м
	Средства усиления крепи	Металлические стойки трения,
		n1=1,43 ст/м	n1=1 ст/м
1200	Основная крепь	КМП-А5 с ножкой 900 мм из СВП-22, замок ЗПК, n=2 рамы/м, bц=40 м	КМП-А5 с ножкой 700 мм из СВП-22, замок ЗПК, n=1,33 рамы/м, bц=40 м	КМП-А3 из СВП-22, замок ЗПК, n=1,1 рамы/м, bц=40 м

Окончание табл. 44

Н, м	Крепь, размер целика	Параметры крени и средств ее усиления, размеры целиков при , МПа
		20	40	60
1200	Средства усиления крепи	Металлические стойки трения,
		n1=1 ст/м	n1=0,75 ст/м	n1=0,5 ст/м под прогон
1500	Основная крепь	КМП-А5 с ножкой 1200 мм, из СВП-22, замок ЗПК, n=2 рамы/м, bц=40 м	КМП-А5 с ножкой 700 мм, из СВП-22, замок ЗПК,
			n=1,67 рамы/м, bц=40 м	n=1,33 рамы/м, bц=40 м
	Средства усиления крепи	Металлические стойки трения
		n1=1 ст/м	n1=0,875 ст/м	n1=0,75 ст/м под прогон