Мнение экспертов
1. М.А.Выгодин. Технологический регламент выполнения тампонажных работ на шахтах западного донбаса
 |
| Выгодин Михаил Александрович |
| Кандидат технических наук, доцент. Технический директор ЧПФ "МЛАД"( ТМ "Строители Бизнеса") |
Технологический регламент выполнения тампонажных работ на шахтах Западного Донбасса
Перспектива расширения производственных мощностей угледобывающей промышленности Западного Донбасса предусматривает снижение себестоимости добытого угля, как за счет повышения объемов его добычи, так и за счет совершенствования и более эффективного выполнения операций всего производственного цикла. Одним из приоритетных направлений является оптимизация крепи протяженных выработок с длительным сроком эксплуатации.
Горно-геологические условия Западного Донбасса характеризуются наличием слабых, неустойчивых вмещающих пород, склонных к размоканию с последующей потерей несущей способности [1]. Анализ применяемых в рассматриваемых условиях крепей показывает, что традиционная арочная крепь не в полной мере справляется с проявлением горного давления. Так, не смотря на то, что все выработки сооружаются с применением крепей высокой несущей способности и соответствующей плотности, 40% их протяженности ремонтируются до сдачи в эксплуатацию, а 52% действующих выработок деформированы [2]. В связи с этим возникает необходимость применения дополнительных мер по укреплению породного массива и повышению работоспособности крепи, тем самым, исключая или минимизируя выполнение ремонтных работ. Наиболее эффективными из таковых являются мероприятия направленные на использование несущей способности приконтурного массива вмещающих пород за счет его упрочнения или обеспечения плотного контакта крепи с породным массивом, и реализуются в виде рамно-анкерных крепей, крепи АНТ (арка, набрызгбетон, тампонаж), рукавов Буллфлекс, тампонажа закрепного пространства. При их применение в качестве несущего элемента используется закрепленный анкерами или вяжущими веществами приконтурный массив, тем самым предупреждается его разрушение и снижаются смещения контура.
В настоящее время на шахтах Западного Донбасса при проведении протяженных горных выработок в качестве основного типа крепи используют арочную металлическую, с железобетонной затяжкой и последующим тампонажем закрепного пространства. После выполнения тампонажа закрепного пространства несущая способность арочной крепи достигает уровня несущей способности такой трудоемкой крепи как металлобетонная крепь. Податливая крепь при этом переходит в режим работы ограниченной податливости. Технология возведения такого типа комбинированной крепи получила широкое распространение еще в 70-х годах, и хорошо изучена. Однако на данный момент ситуация несколько изменилась. Помимо ухудшения горно-геологических условий, современная проходческая техника с высоким уровнем механизации позволяет достигать значительных темпов проходки, в то время как технология тампонажа закрепного пространства не претерпела изменений, и большой объем операций в ней выполняется вручную. Следовательно, необходимо усовершенствовать существующие технологические схемы возведения крепи с заполнением закрепного пространства твердеющими материалами, выявить их недостатки и предложить варианты для их устранения, в том числе строго соблюдая технологический регламент выполнения работ.
Анализ ситуации и постановка проблемы. При креплении горных выработок металлической арочной крепью с тампонажем закрепного пространства на практике применяются следующие технологические схемы:
– последовательная схема (с отставанием тампонажа от проходимого забоя), при которой тампонаж производится через 30 - 45 суток после возведения крепи, когда арочная крепь исчерпает запас податливости 150… 200 мм, предусмотренный конструкцией крепи;
– после проведения выработки на полную длину или после ее перекрепления;
– совмещенная схема тампонажа (одновременно с проведением выработки), при которой операции по заполнению закрепного пространства производятся в забое выработки и частично совмещаются с операциями проходческого цикла;
– участками по 10-20 м с полной остановкой проводимого забоя.
Одним из важнейших технологических параметров данных схем является время отставания тампонажа от забоя проводимой выработки.
В работе А.П. Максимова и В.В. Евтушенко [3,4] содержатся сведения о том, что чем более неустойчивы породы и чем больше сечение штрека, тем меньшим должен быть промежуток времени между возведением крепи и тампонажем закрепного пространства. Время отставания тампонажа от проходки по имеющимся в литературе рекомендациям следует принимать от 2 до 30 суток.
Принимая во внимание выше сказанное, можно сделать вывод о необходимости проведения тампонажа закрепного пространства на минимально возможном расстоянии от груди забоя, чтобы при этом не мешать производству основных проходческих операций. При комбайновом способе проведения выработки, это расстояние составляет 10-20 м (непосредственно за перегружателем) [5].
Не менее важным вопросом в совершенствовании рассматриваемой технологии является устранение большой доли ручного труда, затрачиваемого в основном на заделку стыков между железобетонной затяжкой и элементами крепи (пикотаж). Большая трудозатратность выполнения данной операции значительно растягивает во времени сроки её завершения, и как следствие именно из-за этой проблемы тампонаж закрепного пространства производится с отставанием от забоя 100-150 м. К этому времени уже происходят значительные смещения породного контура и деформация элементов крепи, что снижает эффективность тампонажа, а в отдельных случаях, его применение становится бесполезным [6].
Технологические аспекты решения проблемы. Для решения данной проблемы в настоящее время внедряются технологии сухого торкретирования с применением современных средств механизации. Торкретирование представляет собой послойное нанесение бетонных или штукатурных растворов под большим давлением, за счет которого обеспечивается плотное взаимодействие частиц раствора с обрабатываемой поверхностью, заполнение пустот, мелких пор и трещин.
Принимая во внимание особенность и нетипичность выполняемых работ, для их эффективного внедрения в производственный процесс сооружения капитальных горных выработок необходимо разработать нормативные документы для внутреннего пользования регламентирующие методы производства, технические средства, технологические нормативы, условия и детальный порядок осуществления технологического процесса.
Безукоризненное выполнение требований и последовательности операций, прописанных в таких документах, позволит выполнять тампонаж закрепного пространства с механизированным пикотажем с темпами не менее 100 м/мес. сопоставимыми с темпами проходки.
