Инструкция по изоляции выработок и выработанных пространств в угольных шахтах (стр. 5 )

Двойные перемычки устанавливают с таким расчетом, чтобы между ними находилась печь, сбойка или другая восстающая выработка. При отсутствии их в кровле между перемычками бурят скважину или делают нишу (купол), высота которой должна быть на 1 м больше глубины вруба перемычки со стороны действующей выработки.

Двойные перемычки представляют собой две перегородки, конструкцию и размеры которых выбирают в зависимости от ожидаемого давления, необходимой их прочности и трещиноватости пород и угля, в которых их возводят.

Материалом для возведения перемычек могут служить блоки, бетониты и кирпич.

Величину вруба для перемычек определяют в зависимости от состояния вмещающих горных пород и принимают по прочным породам 0,25 - 0,3 м, а по углю 0,5 - 0,6 м.

Состояние перемычки со стороны изолированного пространства в процессе ее эксплуатации не может контролироваться, поэтому она должна быть возведена с особой тщательностью и надежно закреплена укосинами или контрфорсами. Крепление выработки между перемычками должно быть усилено дополнительными стойками под каждый верхняк. Производить замену крепления на огнестойкое необязательно.

Для подачи заполняющих составов, выпуска воды, дренажа шахтной воды из-за перемычек, набора проб воздуха и измерения температуры в изолированном пространстве в перемычках укладывают пять труб.

Трубу для подачи пульпы и верхнюю трубу для выпуска осветленной пульпы (воды) заводят в печь, сбойку, скважину или в нишу (купол). Труба для подачи пульпы 1 должна быть выше кровли выработки не менее чем на 1 м, труба для выпуска осветленной пульпы (воды) 2 расположена ниже трубы для подачи пульпы на 0,3 м. Концы этих труб необходимо снабдить "гусаками", предохраняющими от попадания в став кусков угля, породы, щепы и др.

Трубу для контроля за состоянием атмосферы в изолированном пространстве 3 пропускают через обе перемычки. Кроме того, в перемычку, расположенную со стороны действующих выработок, устанавливают трубу 4 для выпуска осветленной пульпы (воды). Для воды из изолированного пространства трубу 5 пропускают через обе перемычки и снабжают гидрозатвором. Остальные трубы оборудуют клиновыми задвижками.

Для сокращения сроков изоляции и снижения расходов материала пространство между перемычками заполняют породой или глиной. Порода должна находиться в середине выработки на расстоянии не менее 0,5 м от бортов и кровли выработки и перемычек. Размер кусков породы должен быть не менее 200×200×200 мм. Использовать для этой цели мелкие куски, породный и угольный штыб запрещается.

Если наладить надежный контроль за количеством поступающей пульпы и выходом осветленной воды невозможно, то применение подземных пульповодов для заполнения пространства между перемычками не разрешается. В этих случаях применяют передвижные установки, а пульпу приготавливают в смесителях.

При применении в качестве заполнителя пространства между перемычками твердеющих пен обустройство купола и труб для выпуска воды и подачи в купол заполнителя не требуется. Качественное заполнение достигается за счет расширения подаваемых составов при их срабатывании.

Перемычка щитовая

Фильтрующие щитовые перемычки (рисунок 27) применяют на участках, где предусматривается использование песка для тушения подземного пожара или ожидается вынос в действующие выработки угольного или породного штыба.

Рисунок 27

Для предотвращения размывания пород (угля) в бортах и кровле выработка должны быть перетянута затяжками на расстоянии 5 м в обе стороны от перемычки.

В месте сооружения перемычки под верхняк дверного оклада 1 устанавливают две-три стойки 2. На них укрепляют металлическую сетку 3 с ячейками 1,5-2 мм.

К стойкам поверх сетки прибивают доски 4 шириной 0,08-0,1 м на расстоянии 0,12 – 0,15 м друг от друга. Вплотную к доскам устанавливают под верхняк четыре-пять стоек 5, которые закрепляют стропильным креплением 6. В верхней части перемычки на расстоянии 0,4-0,6 м от верхняка размещают трубы 7 длиной 2 м и диаметром 50 мм. Со стороны действующих выработок трубы снабжают заглушкой.

Перемычка комплектная

В зависимости от ожидаемого гидростатического давления для фильтрации пульпы можно использовать перемычки облегченного или усиленного типа.

Фильтрующие комплектные перемычки облегченного типа (рисунок 28) следует применять при давлении пульпы до 0,2 МПа.

Рисунок 28 - Фильтрующие комплектные перемычки облегченного типа

В местах их сооружения в почве делают паз глубиной 0,15 – 0,2 м и шириной, равной толщине перемычки. В паз со стороны изолированного пространства под верхняк устанавливают пять-семь стоек 1. На них набивают обрезные доски 2, между которыми оставляют щели шириной 0,05 – 0,07 м. На доски навешивают металлическую сетку 3 с ячейками диаметром 3 - 5 мм.

На расстоянии, равном толщине фильтрующего слоя, которое определяют расчетом, устанавливают под верхняк три - пять стоек 4. На стойки (начиная от почвы) набивают на расстоянии 0,05 – 0,07 м три-четыре доски 5 и сетку 6. Пространство между щитами заполняют фильтрующим материалом 7 и слегка трамбуют. При укладке фильтрующего материала необходимо следить за плотным прилеганием его к щитам и бортам выработки.

При возведении перемычки в ее тело укладывают трубы 8 для выпуска осветленной воды диаметром не менее 50 мм и длиной 2 м. На них со стороны действующих выработок устанавливают задвижку или пробковый кран.

На участке, где ожидают значительный (более 0,3 МПа) гидростатический напор пульпы, возводят комплектные фильтрующие перемычки усиленного типа, которые со стороны действующих выработок укрепляют стропильной крепью.

Водоупорные перемычки

В тех случаях, когда перемычки должны не только препятствовать поступлению воздуха в изолированное пространство, но и предотвращать проникновение воды или пульпы в действующие выработки, их делают водоупорными.

Водоупорные перемычки должны обладать прочностью, достаточной для восприятия гидростатического давления. Их необходимо сооружать в крепких нетрещиноватых породах и угле. При возведении перемычек, предназначенных для удержания значительного гидростатического давления (более 0,7 МПа), в кровле, бортах и почве выработки делают опорные врубы со скошенными поверхностями, исходя из условий работы перемычки как клина. Опорные поверхности вруба должны составлять с горизонтом угол φ = 20-300.

Нагрузка на опорные поверхности не должна превышать 1/6-1/10 величины предела прочности пород на сжатие и быть ниже предела сопротивления сжатию материала перемычки (для бетона она должна быть не менее 1,5-2,0 МПа). Величину опорной поверхности определяют исходя из допустимого сопротивления пород на сжатие, а ширину выбирают с таким расчетом, чтобы давление на породы не превышало 0,05 МПа.

Водоупорные перемычки необходимо возводить из бетона или из составов на основе цементных смесей. При наличии в рудничной воде вредных примесей (кислота, щелочь и т. д.) для бетонной смеси используют силикатный цемент. В качестве наполнителей применяют промытый песок с величиной зерен до 7 мм, гравий или щебень из плотных каменных пород размером мм. Бетонная смесь должна состоять из цемента, песка и щебня (Ц:П:Щ - 1:1,5:2).

На рисунке 29 приведены схемы водоупорных перемычек, сооружаемых в крепких (а), слабых и средней крепости (б) породах и угле.

Рисунок 29 – Перемычка водоупорная

При ликвидации шахт комбинированным способом выработки, расположенные на уровне затопления выработанного пространства, изолируют водоупорными перемычками с гидрозатвором.

Толщина водоупорной перемычки зависит от величины гидростатического напора, сечения выработки, крепости и состояния пород, от материала перемычки и определяется из условия ее работы на сжатие по формуле

(14)

где δпер - толщина перемычки, м;

a и b - соответственно ширина и высота выработки, м;

p - удельное давление воды на перемычку, МПа;

σсж - допустимое напряжение пород на сжатие, МПа;

β - угол наклона боковых граней, град.

При возведении перемычки в породах высокой прочности σсж > σбет, где σбет допустимое напряжение бетона на сжатие, во избежание деформации бетона в опорных плоскостях рекомендуется принимать σсж = σбет.

Полученная толщина перемычки должна быть проверена на срез

(15)

где δср – толщина перемычки из условий её работы на срез, м;

στ – допустимое напряжение бетона на срез, МПа.

(16)

где Rсж – временное сопротивление бетона на сжатие, МПа;

n – коэффициент запаса.

Кроме того, подсчитанную толщину перемычки δпер и δср следует проверить на водопроницаемость:

δвод = 4,8× Кф × р × a × b, м, (17)

где δф - толщина перемычки из условий её водопроницаемости, м;

Кф – коэффициент фильтрации воды в бетоне, м/ч (таблица 2).

Временное сопротивление

бетона сжатию Rсж, МПа

Коэффициент фильтрации бетона Кф, м/ч

117

0,0001872

120

0,0002730

122

0,0003042

140

0,0003529

За действительную толщину перемычки принимается наибольшая
полученная величина.

При возведении водоупорной перемычки в угле, слабых и средней
крепости породах ее делают многоступенчатой (см. рисунок 29, б).

Для разгрузки перемычки от гидростатического давления в передней части устраивается выемка в виде конуса, обеспечивающая передачу давления на вмещающие породы.

При расчете многоступенчатых перемычек принимают толщину одной ступени δф1, м. Затем определяют давление воды Рв, МПа, выдерживаемое этой ступенью

Рв = 4×σ×δф1×tg β×(a + b) (18)

Зная суммарное давление на перемычку Р = H×a×b и давление, выдерживаемое одной ступенью, определяем число ступеней перемычки по уравнению

(19)

После этого находим толщину многоступенчатой перемычки δ

δ = δф1×N (20)

В зависимости от устойчивости боковых пород толщину одной ступени перемычки при расчетах рекомендуется принимать в пределах δф1 = 1,5-2,5 м, а угол наклона боковых граней перемычки к горизонтальной оси β =, угол между плоскостями вруба μ = 900.

Для повышения устойчивости и прочности водоупорных перемычек их изготавливают из железобетона. При возведении перемычки в трещиноватых породах их цементируют и укрепляют анкерами.

В практике бывает необходимо проверить, выдержит ли возведенная перемычка ожидаемое гидростатическое давление воды или пульпы.

Расчет толщины брусчатой перемычки сводится к определению ее толщины из условий, что брусья в перемычке свободно лежат на двух опорах и работают на продольный изгиб.

Если δр < δф, то перемычка выдержит ожидаемое гидростатическое давление

(21)

где δф, δр – соответственно фактическая и расчётная толщина перемычки, см;

е – коэффициент запаса брусьев в горизонтальных рядах, (е = 1,2 – 1,5);

ℓб – длинна брусьев с учётом их заделки во врубе, см,

ℓб = а + 2×ℓ;

Нг – гидростатический напор, МПа;

Ru – сопротивление изгибу (для дерева Ru = 5,0 – 6,0 МПа);

а – ширина выработки, см;

ℓ - глубина вруба, см.

Расчет толщины кирпичной перемычки производится из условий ее прочности на сжатие по формуле

(22)

где - толщина перемычки из условий прочности ее на сжатие, см;

а – ширина выработки, см;

σпор – сопротивление сжатию пород, МПа;

Н’ – ожидаемое давление воды, МПа.

Расчёт толщины перемычки из условий её прочности на срез производится по формуле

см (23)

где δср – толщина перемычки из условий её прочности на срез, см;

σ𝛕к = 0,15Rdk, МПа,

здесь σ𝛕к, Rdk – временное сопротивление кирпича соответственно на срез и сжатие, МПа.

Фактическая толщина перемычки должна быть большей, чем ее толщина, определенная из условий сжатия и среза, т. е. δф > δсж и δф > δср,

Перемычка одноступенчатая клинчатая

Одноступенчатые клинчатые бетонные перемычки (рисунок 30) следует сооружать в крепких породах.

Рисунок 30 - Одноступенчатая клинчатая бетонная перемычка

После определения толщины перемычки по приведенным формулам приступают к ее возведению в следующем порядке. В непосредственной близости от места сооружения перемычки заготавливают стойки, доски, трубы, песок и другие необходимые материалы, инструменты и оборудование. Затем кровлю, борта и почву выработки в месте разделки вруба очищают от отслоившихся кусков породы на глубину не менее 10-15 см.

Взятие вруба производят с помощью отбойного молотка. После этого усиливают крепление по обе стороны от перемычки и очищают вруб и выработку. Крепь со стороны выработанного пространства усиливают стойкой 1, устанавливаемой в середине выработки под верхняк. На стойке на всю высоту выработки нашивают доски опалубки 2. Со стороны действующих выработок опалубку возводят по мере укладки бетона.

При возведении опалубки необходимо следить за ее вертикальностью, плотностью прилегания досок к породам и между собой. Бетон доставляют с поверхности в готовом виде. Перед его укладкой стенки и почву вруба смачивают водой.

Бетон 3 укладывают слоями толщиной 0,25 - 0,3 м и тщательно уплотняют вибратором до появления на его поверхности "цементного молока". Необходимо следить, чтобы бетон заполнял все трещины и пустоты в породах и плотно прилегал к опалубке. Укладку бетона ведут от бортов к центру перемычки.

Во вруб нагнетают цементный раствор (Ц : П – 1 : 3) под давлением до 0,5 МПа через трубы 6, заложенные в перемычку.

Трубы 4 (не менее трех) для выпуска воды и контроля за температурой и составом атмосферы в изолированном пространстве закладывают в перемычку по мере укладки бетона и оборудуют задвижками 5. На верхней трубе, кроме того, устанавливают манометр, шкала которого должна быть рассчитана на максимальное предполагаемое гидростатическое давление.

Через 10 сут. снимают опалубку, цементным раствором (Ц : П – 1 : 2) выравнивают бетонную стенку, закладывают раковины в кладке и пустоты в сопряжении перемычки с породами. Затем поверхность железнят и белят или покрывают силикатным раствором.

Во время укладки и твердения бетона нельзя допускать ведения взрывных работ на расстоянии ближе 20 м от сооружаемой перемычки.

При использовании составов из цементных смесей сроки созревания бетона и технология заполнения опалубки принимаются согласно техническим условиям соответствующего материала.

Вместо железнения и побелки тело перемычки покрывать защитными герметизирующими составами.

Перемычка многоступенчатая

В слабых и средней крепости породах и в угле водоупорные перемычки следует сооружать многоступенчатыми (рисунок 31).

Рисунок 31 – Перемычка водоупорная многоступенчатая

После подготовки вруба и арматуры возводят опалубку. Со стороны изолируемого пространства ее сооружают на высоту выработки, а со стороны действующих выработок - по мере укладки бетона.

Перед укладкой бетона (или бетонного теста из цементных смесей) вруб очищают от породы и мусора и обильно смачивают водой. Опалубку также смачивают водой, чтобы дерево не поглощало влагу из бетона.

Для увеличения сопротивления перемычки на срез в шпуры, пробуренные в породе, вводят стальные штыри 1, связанные с арматурой перемычки.

Укладку бетона ведут непрерывно слоями толщиной 0,25 – 0,4 м. Бетон должен быть однороден.

Каждый слой бетона уплотняют вибраторами до появления на его поверхности "цементного молока". Если возникает необходимость остановки работ по бетонированию, то поверхность бетона обильно смачивают водой и укрывают мокрыми мешками, рогожей и т. п. Приступая вновь к укладке бетона, поверхность ранее уплотненного слоя предварительно очищают железной щеткой и делают шероховатой, затем покрывают тонким слоем цементного раствора с соотношением цемента и песка, которое применяется для бетона. При использовании составов из цементных смесей литье должно происходить непрерывно.

Для снижения усадки бетона следует избегать применения слишком жирных смесей с уменьшенным количеством воды для затвердевания. Для предупреждения послеусадочных зазоров в перемычку до контакта кладки с породами закладывают от 8 до 10 труб 2 диаметроммм. Через трубы, после того как бетон окрепнет, ·нагнетают цементный раствор (Ц:П-1:2) или раствор цементных смесей.

Трубы (не менее трех) для спуска воды 3 и контроля за состоянием атмосферы 4 в изолированном пространстве закладывают по мере укладки бетона и снабжают задвижками. На средней трубе устанавливают манометр 5. Прилегающие к перемычке породы пропитывают цементным раствором (укрепляющими составами), нагнетаемым через инъекторы.

После того как бетон приобретёт прочность (через сут.), снимают опалубку. Поверхность перемычки выравнивают, раковины и пустоты немедленно заделывают цементным раствором (Ц:П-1:1). Затем поверхность перемычки железнят и белят или покрывают защитным герметизирующим составом.

При упрочнении вмещающих пород в месте установки перемычки путем тампонажа укрепляющими гидроизолирующими составами допускается использование одноступенчатых перемычек.

ДИНАМИЧЕСКИ УСТОЙЧИВЫЕ ИЗОЛИРУЮЩИЕ

СООРУЖЕНИЯ

В угольных месторождениях, подверженных сейсмическим воздействиям, изоляцию временно остановленных, отработанных и пожарных участков от действующих горных выработок следует производить динамически устойчивыми сооружениями. Такие же перемычки и противопожарные арки должны возводиться в местах, на которые воздействуют динамические нагрузки, вызванные взрывами большого количества ВВ, например, при торпедировании трудно-обрушаемой кровли, посадке потолочины с помощью минных камер и т. д.

К динамически устойчивым противопожарным аркам и перемычкам, кроме общих, предъявляются дополнительные требования, обусловленные необходимостью повышения прочности и устойчивости тела изолирующего сооружения и снижения трещиноватости вмещающих горных пород, возникающей при сейсмических нагрузках.

Отличительной особенностью возведения изолирующих сооружений этого типа является анкерование и тампонаж горных пород. Для этой цели наиболее эффективным является трубчатый анкер, специально предназначенный для возведения изолирующих сооружений. Его применение позволяет совмещать анкерование и тампонаж горных пород.

Динамически устойчивые изолирующие сооружения могут быть выполнены из брусьев, бетона и железобетона.

Перемычка бетонная (железобетонная)

Бетонные (железобетонные) перемычки (рисунок 32) возводят в следующем порядке: выполняют вспомогательные операции, делают вруб, бурят шпуры и производят анкерование и тампонаж пород.

Рисунок 32 - Перемычка бетонная (железобетонная)

Со стороны изолированного пространства в середине выработки устанавливают две стойки, к которым прибивают опалубку 1, со стороны действующих выработок ее возводят по мере укладки бетона. При нашивке досок необходимо следить за вертикальностью стенок опалубки и плотностью стыков и швов. В месте расположения окна опалубку для перемычки не устанавливают. Арматуру 2 к болтам анкера 3 присоединяют по мере кладки бетона. В качестве арматуры используют арматурную сталь диаметром не менее 0,5 мм. Коэффициент армирования перемычки составляет 0,05. Технология установки арматуры в перемычке аналогична технологии при изготовлении железобетонных изделий. Арматура в теле перемычки должна находиться на расстоянии не менее 20 см от опалубки.

Укладку бетона ведут слоями толщиной 0,25 – 0,4 м и тщательно трамбуют до появления на его поверхности "цементного молока". Необходимо следить, чтобы бетон заполнял все трещины и пустоты в породах. Укладку бетона ведут от бортов к центру перемычки.

После возведения перемычки на 0,5 м от почвы выработки устанавливают опалубку для окна, раскрепляют ее и производят нашивку досок опалубки перемычки со стороны изолируемого пространства до кровли выработки.

В верхнюю часть вруба нагнетают цементный раствор под давлением до 0,5 МПа через трубку - инъектор 4, заложенную в перемычку у кровли.

Трубы для выпуска воды, замера температуры и закачки цементного раствора встраивают по мере укладки бетона.

Через 6-7 сут. после окончания работ по укладке бетона снимают опалубку со стороны изолируемого пространства, выравнивают и штукатурят бетонную стенку. Особое внимание при этом следует обратить на качество заделки пустот в сопряжении тела перемычки с породами и на штукатурку пород на расстоянии не менее 0,5 м от тела перемычки.3атем устанавливают опалубку и заполняют окно бетоном. После этого снимают опалубку со стороны действующих выработок, выравнивают бетонную стенку, заделывают цементным раствором (Ц:П-1:1) раковины и пустоты. Поверхность перемычки железнят, белят или покрывают силикатным раствором.

Бетонные смеси должны доставляться в шахту с бетонных заводов в готовом виде. Как исключение допускается приготовление бетона в районе возведения перемычки.

Для повышения прочности в тело перемычки укладывают арматуру
из арматурной стали диаметром не менее 10 мм.

Допускается применение цементных смесей с перерасчетом толщины перемычки для достижения необходимой прочности. Технология приготовления и подачи цементного теста должна соответствовать техническим условиям применения используемых смесей.

Арка противопожарная

В шахтах, расположенных в сейсмоактивных районах, противопожарные арки должны быть динамически устойчивыми.

Динамически устойчивые противопожарные арки возводят из железобетона или бетона в прочных и нетрещиноватых породах. Размер арки должен быть таким, чтобы ее проем заполнялся целым числом бетонитов. Кладку блоков необходимо вести на цементном растворе (Ц:П - 1:2, 1:1) со смещением горизонтальных швов.

На расстоянии не более 20 м от каждой арки в специальной нише должно храниться необходимое количество материалов (блоки, песок, трубы и др.). При сооружении арок в особо ответственных местах в нише, кроме того, должен находиться гидрофобный или обычный цемент в герметичных полиэтиленовых мешках. В тех случаях, когда в перемычке должен быть оставлен проход в изолированное пространство, в нише хранят металлическую дверь.

Для возведения железобетонной арки (рисунок 33) делают вруб и расширение в кровле и во вруб устанавливают два ряда арматуры 1.

В зависимости от формы и сечения выработки арматура может быть выполнена в виде полного (неполного) дверного оклада или балок, заложенных во вруб в кровле. В качестве арматуры можно использовать рельсы, спецпрофиль, швеллеры и т. д. Для удобства монтажа арматуру собирают из отрезков, длина которых не должна превышать ширину выработки в свету. Отрезки арматуры в месте возведения арки соединяют между собой накладками.

После этого приступают к укладке пластичного или литого бетона 2. Опалубку наращивают по мере укладки, сначала заполняют вруб в почве, а затем в бортах. Для связи арки с телом перемычки по всему периметру выработки делают выступы.

Вруб в кровле закладывают бетоном через расширение. Когда укладка бетона становится затруднительной, в расширении размещают два-три коротких отрезка швеллеров или рельсов. Расширение по кровле выработки перекрывают опалубкой и через трубы заполняют цементным раствором (Ц:П-1:2).

Рисунок 33 - Динамически устойчивая противопожарная арка

Для повышения устойчивости перемычки во внутренних стенах арки делают выступы или наклонные плоскости в сторону изолированного пространства.

После затвердевания цемента опалубку убирают. Раковины и неровности на поверхности бетона, пустоты на сопряжениях арки с породами заполняют раствором, арку с обеих сторон штукатурят и железнят. В крепких и нетрещиноватых породах и угле арки можно сооружать без врубов.

Заделку арки (проема) производят бетонитами или железобетоном. Для возведения арки в качестве арматуры используют горячекатаную сталь переменного профиля диаметром 15-20 мм, проволоку диаметром 5-8 мм, полосовое железо толщиной не менее 5 мм, отрезки рельсов и балок.

Каркас арматуры сваривают на поверхности по форме вруба и доставляют в шахту. Каркас должен состоять из трех частей: двух стоек и верхней части арки. На месте возведения арки арматуру устанавливают во вруб и закрепляют проволокой и болтами или штырями через накладки.

ИЗОЛЯЦИЯ ГОРНЫХ РАБОТ ОТ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Аэродинамическая связь горных работ с земной поверхностью происходит через устья выработок, скважин, через провалы и трещины, образовавшиеся при ведении очистных работ в шахтах и выемках разрезов, а также через воздухопроницаемые породы, находящиеся на выходах пластов угля (горельники, навалы пород и т. д.)

Для сокращения утечек воздуха, предупреждения и тушения подземных эндогенных пожаров наряду с изоляцией отработанных участков от действующих горных выработок необходимо изолировать их от земной поверхности.

Изоляция выработок, выходящих на земную поверхность

Изоляция выработок, имеющих связь с земной поверхностью, может быть временной (до одного года) или постоянной (при их ликвидации).

Для временной изоляции выработок в их устьях и в сопряжениях с действующими горными выработками сооружают постоянные перемычки.

Постоянная изоляция выработок осуществляется для ликвидации аэродинамической связи выработанного пространства с земной поверхностью, а также с целью устранения токсичных и горючих газов, проникновения воды в обрушенные породы. Перед возведением постоянных перемычек из ликвидируемых выработок извлекают трубы, балки, рельсы, тросы, силовые и телефонные кабели. Если по техническим причинам их невозможно извлечь, то они должны быть разделены на отрезки с промежутками не менее 3 м.

Извлекать крепь из выработок вертикальных и наклонных (более 30°) запрещается. Из горизонтальных выработок и выработок с наклоном до 30° извлечение крепи производится снизу вверх в присутствии участкового надзора. Из горизонтальных и наклонных (до 15°) выработок крепь можно извлекать. Работы должны выполняться по специальному проекту.

При постоянной изоляции выработок их частично или полностью заполняют негорючим материалом, в качестве которого используют песок, гравий, щебень, горные (песчаники) и горелые породы. Запрещается применять глину (супеси, суглинки) из-за ее способности при увлажнении под действием давления переходить в пластично-текучее состояние, что может привести к прорыву ее в действующие выработки. Исключение составляют скважины диаметром 200 мм и менее, для заполнения которых допускается использовать рыхлые отложения, в частности, глину.

Шурфы, вертикальные и наклонные стволы изолируют перемычками от действующих выработок в шахте и на земной поверхности. В выработках рудничного двора устанавливают постоянные перемычки. При значительном гидростатическом давлении воды (более 0,7 МПа), опасности прорыва воды и пульпы, а также при сухой консервации шахты или ее части в выработках рудничного двора сооружают водоупорные перемычки с гидрозатворами. В перемычках, перекрывающих устья выработки, и в заглушках скважин укрепляют указатель, представляющий металлический пруток диаметром не менее 200 мм и длиной 1,5 м. К нему приваривают пластину размером 100´100 мм и толщиной 5 мм, на которой электросваркой наносят наименование выработки и дату изоляции. В перемычке монтируют вытяжную трубу, состоящую из колпака, клапана и патрубка.

При избыточном (более 20 даПа) давлении газов под перемычкой клапан открывается и избыток газа выходит на поверхность, затем клапан закрывается, что предотвращает поступление воздуха с земной поверхности в выработку. Перемычку засыпают слоем глины толщиной не менее 1 м, площадь которой должна быть в 1,2 раза больше площади перемычки. Вокруг изолированных выработок на поверхности земли делают ограждение высотой не менее 2,5 м.

Вокруг устьев выработок, выходящих на земную поверхность, выемок открытых горных работ и провалов на расстоянии более 5 м от них устраивают ограждение в виде забора или земляного вала высотой не менее 2,5 м.

В трехдневный срок после завершения работ по временной и постоянной изоляции выработок изолирующие сооружения должны быть нанесены на план горных работ.

Изоляция вертикальных стволов

Временная изоляция вертикальных стволов (рисунок 34) осуществляется постоянными перемычками.

Рисунок 34 – Схема временной изоляция вертикальных стволов

Во всех горных выработках рудничного двора на расстоянии не менее 5м от ствола возводят перемычки 1 из бетонитов на цементном растворе. Изоляции подлежат вентиляционный канал и все выработки, прилегающие к стволу. Устье ствола перекрывают бетонитовой перемычкой 2 (в два блока), уложенной на рудничные рельсы тяжелого типа или на металлические балки (номером не менее 12). Расстояние между рельсами (балками) должно быть равно половине длины блока. Вместо блоков можно использовать железобетонные плиты, которые размещают в два ряда. Укладку их следует вести на цементном растворе. Также допускается применение составов на основе цементных смесей. Затем устанавливают указатель и газодренажную трубу, перемычку засыпают глиной, делают водоотводящую канаву и ограждение.

Постоянная изоляция вертикальных стволов при локализации шахт сухим или комбинированным способом производится после сооружения во всех горных выработках на расстоянии не менее 10 м от сопряжения со стволом постоянных бетонных перемычек 1 (рисунок 35).

Рисунок 35 – Схема постоянной изоляции вертикальных стволов

Стволы засыпают негорючими материалами 4 до уровня коренных пород, но не менее 10 м от земной поверхности. Затем сооружают железобетонные перемычки (полки) 3 на балках (№ 10, не менее) или тяжелых рельсах (рисунок 36). После этого стволы засыпают породой 4 до уровня земной поверхности.

Рисунок 36 – Схема изоляции ствола

Вокруг устья ствола и вентиляционного канала убирают слой почвы на глубину 0,5 м. Над стволом и каналом насыпают слой глины на площади в 1,5 раза большей площади зоны выделения токсичных и горючих газов. После этого делают водоотливные канавы, ограждения и устанавливают указатель.

При ликвидации шахты или ее части сухим или комбинированным способом вертикальные и наклонные (более 450) стволы, расположенные на расстоянии не более 100 м от жилых массивов, не пересекающие мощные (3,5 м и более) пласты угля и закрепленные на всю длину монолитным бетоном или железобетоном, могут быть засыпаны не полностью, а только в верхней их части (см. рисунок 3.35). После сооружения полка из железобетона на уровне коренных пород его вначале засыпают породой на высоту 1 м от земной поверхности и прикатывают катком. Затем после усадки породы ствол заливают слоем бетона толщиной не менее 0,5 м и перекрывают полком (перемычкой) 2 из железобетона на уровне земной поверхности.

Постоянная изоляция стволов шахты, ликвидируемой (консервируемой) сухим или комбинированным способом, предусматривает необходимость сооружения водоупорных перемычек 1 в выработках, прилегающих к руддвору.

Изоляция шурфов

Временная изоляция шурфов (рисунок 37) осуществляется следующим образом.

Рисунок 37 – Схема временной изоляции шурфов

На расстоянии 5 м от сопряжения шурфа с подводящей горной выработкой устанавливают постоянную бетонитовую или кирпичную перемычку 1. Описание конструкции и технологии их возведения приведено в разделе 3.3. Устье шурфа и вентиляционный канал перекрывают бетонитовыми перемычками 2 в два блока на цементном растворе с перевязкой швов. Перемычки размещают на тяжелых рельсах или металлических балках (№ 10, не менее). Расстояние между балками (рельсами) должно быть не более половины длины блока. Размеры перемычки необходимо принимать в 1,2 раза больше размеров перекрываемой выработки. Вместо бетонитов можно использовать железобетонные плиты, которые размещают в два ряда. Укладку их следует вести на цементном растворе. Сверху на перемычки насыпают слой глины, делают ограждения, устанавливают указатель и газодренажную трубу.

Постоянная изоляция шурфов (рисунок 38) при их ликвидации осуществляется путем заполнения негорючим материалом 4. В подводящей горной выработке на расстоянии 5 м от сопряжения с шурфом сооружают постоянную бетонную или кирпичную перемычку 1 с контрфорсом.

 

Рисунок 38 – Схема постоянной изоляция шурфов

При глубине шурфа 50 м и более в коренных породах на расстоянии не менее 10 м от земной поверхности возводят железобетонную перемычку 3.

Вокруг устья шурфа и вентиляционного канала убирают слой почвы на глубину 0,5 м. Нижнюю часть шурфа на высоту 5 м проиливают с поверхности или из действующих выработок. Затем над устьем шурфа и вентиляционным каналом насыпают изоляционный слой глины, делают водоотливную канаву, устанавливают ограждение и указатель.

Ликвидацию шурфов глубиной более 50 м и площадью сечения не более 10 м2, закрепленных на всю длину бетоном или железобетоном толщиной не менее 0,3 м, производят подобно ликвидации вертикальных стволов (см. рисунок 36).

Изоляция выработок с углом наклона до 450