Послідовність виконання етапів кріплення виробок повторного використання відповідає концепції поступового наростаючого опору всієї комбінованої охоронної системи.
На третьому етапі кріплення необхідно враховувати додатковий фактор, як правило, відсутній на попередніх етапах - інтенсивне здимання підошви виробки.
Комплекс охоронних заходів на третьому етапі вирішує наступні завдання:
забезпечення керованого обвалення порід покрівлі в відпрацьованому просторі;
зменшення асиметрії навантажень на рамно-анкерне кріплення;
збереження необхідного для вентиляції лави поперечного перерізу виробки повторного використання;
ізолювання виробки від виробленого простору лави для запобігання витоку свіжого струменю повітря і притоку газу у виробку.
Базовим елементом комплексу засобів є охоронна смуга, що зводиться між підошвою та покрівлею вугільного пласта вздовж виробки на межі відпрацьованого простору.
Охоронна смуга має відповідати наступним вимогам:
мати раціональну жорсткість, з точок зору стійкості покрівлі і підошви виробки, що охороняється;
розміщуватись на раціональній відстані від контуру виробки, що охороняється, з точок зору стійкості її покрівлі і підошви;
забезпечувати рівномірний розподіл навантаження по всій площі горизонтального перерізу смуги;
будуватись з мінімальним відставанням від очисного вибою;
мати мінімальний технологічний зазор між смугою і породами покрівлі;
виконання технологічних операцій при зведенні смуги має бути безпечним для персоналу шахти.
Вибір типу охоронної смуги здійснюють з комплексним врахуванням гірничо-геологічних умов, технологічних можливостей підприємства та економічних чинників.
Типи охоронної смуги в залежності від гірничо-геологічних умов експлуатації виробки наведено в таблиці 10 з урахуванням таблиці 5.
Таблиця 10. Типи охоронної смуги в залежності від гірничо-геологічних умов експлуатації виробки
Умови по критерію Θ
Обвалюваність покрівлі
Варіанти вибору охоронної смуги
Легкі
Всі типи
Накатна смуга з круглого лісу
Середні
Легка, середня
Накатна смуга з дерев'яного брусу
Важка
Підсилена накатна смуга з дерев'яного брусу, лита або пакетована смуга з швидкотвердіючої суміші
Важкі
Легка, середня
Підсилена накатна смуга з дерев'яного брусу, лита смуга з швидкотвердіючої мінеральної суміші, пакетована смуга
Важка
Лита чи пакетована смуга з швидкотвердіючої мінеральної суміші, підсилена додатковими рядами органного кріплення
1 - вугільний пласт, 2 - підошва пласта, 3 - рамне кріплення, 4 - сітка, 5 - дерев'яна затяжка, 6 - активна балка, 7 - канатний анкер, 8 - механізоване лавне кріплення, 9 - лавний конвеєр, 10 - домкрат пересування головки лавного конвеєра, 11 - штрековий конвеєр, 12 - гідростояки, 13 - дерев'яні стояки підсилюючого кріплення, 14 - однорядне органне кріплення, 15 - накатна смуга із лісоматеріалу, 16 - додаткові дерев'яні стояки на межі виробки, 17 - затяг покрівлі пласта, 18 - брус тимчасового кріплення на сполученні "штрек - лава"
Малюнок 8 - Технологічна схема зведення накатної смуги при легких та середніх умовах експлуатації виробки повторного використання
1 - вугільний пласт, 2 - підошва пласта, 3 - рамне кріплення, 4 - сітка, 5 - дерев'яна затяжка, 6 - активна балка, 7 - канатний анкер, 8 - механізоване лавне кріплення, 9 - лавний конвеєр, 10 - домкрат пересування головки лавного конвеєра, 11 - штрековий конвеєр, 12 - гідростояки, 13 - дерев'яні стояки підсилюючого кріплення, 14 - однорядне органне кріплення, 15 - накатна смуга із лісоматеріалу, 16 - додаткові дерев'яні стояки на межі виробки, 17 - затяг покрівлі пласта, 18 - брус тимчасового кріплення на сполученні "штрек - лава"
Малюнок 9 - Технологічна схема зведення накатної смуги при легких та середніх умовах експлуатації виробки повторного використання з вийманням ніші
Поперечний переріз виробки повторного використання з накатною смугою із лісоматеріалів представлено на малюнку 10.
1 - вугільний пласт, 2 - підошва пласта, 3 - покрівля пласта, 4 - рамне кріплення, 5 - розклинка, 6 - сітка, 7 - дерев'яний затяг, 8 - забутовка, 9 - металополімерні анкери, 10 - канатний анкер, 11 - дерев'яні стояки підсилюючого кріплення, 12 - додаткові дерев'яні стояки на межі виробки, 13 - однорядне органне кріплення, 14 - накатна смуга із кругляка, 15 - затяг покрівлі пласта
Малюнок 10 - Поперечний переріз виробки повторного використання зі зведенням накатної смуги із лісоматеріалу
Ширина a накатної смуги має становити 0,8 від потужності пласта, але не менше 1 м.
Для попередження руйнування підошви вугільного пласта на сполученні виробки з лавою та його видавлювання у виробку нижній шар накатної смуги формують з лісоматеріалу, вкладеного на підошву паралельно лінії очисного вибою.
Накатна смуга має бути суцільною для рівномірного розподілу навантажень в її об'ємі.
Для забезпечення безпеки робіт на сполученні "штрек-лава" покрівлю пласта суцільно затягують дерев'яним брусом чи дошками.
Для забезпечення обрізання завислих породних консолей у відпрацьованому просторі перекриття покрівлі необхідно обрізати в проміжку між крайніми секціями механізованого кріплення.
Відстань від смуги до рамного кріплення має не перевищувати 0,3 м.
Відставання зведеної накатної смуги від очисного вибою не повинно перевищувати 3,5 м.
Швидкотвердіючі мінеральні суміші для зведення литих або пакетованих смуг мають відповідати наступним вимогам:
компоненти суміші повинні бути нетоксичні і негорючі;
допускати приготування розчину з використанням шахтної води;
міцність матеріалу на одноосьовий стиск повинна становити через добу - не менше 7 МПа, через 7 діб - не менше 15 МПа, через 28 діб - не менше 30 МПа;
для литих смуг суміші додатково повинні забезпечувати початкову низьку в'язкість розчину для створення можливості його подачі насосними агрегатами від місця приготування до ділянки зведення смуги.
Вказаним вимогам відповідає ряд сумішей вітчизняного виробництва, основні характеристики яких наведено в таблиці 11.
Таблиця 11. Фізико-механічні властивості сумішей для зведення литих і пакетованих смуг
Назва матеріалу
Вміст води, %
Затримка тверднення, хв
Міцність, МПа через:
1 добу
3 доби
7 діб
28 діб
Текхард Т
20
30
12
18
-
36
Текхард UA
20
40
6
-
-
30
Бі-кріплення
20
40 - 50
7
-
15
30
ГіСіВ-Т
20
30
10
18
-
40
ГіСіВ-Ш
20
30
14
19
-
32
Практичний досвід показав переваги гідромеханічного способу зведення литої смуги. В даному варіанті суміш готують на певній відстані від очисного вибою і з допомогою насосного агрегату качають до місця зведення смуги. Вказана відстань може досягати до 150 м.
Деякі характеристики поширених типів розчиномішалок, придатних після заміни електрообладнання на вибухобезпечний варіант для приготування розчину в шахтних умовах, наведено у таблиці 12.
Таблиця 12. Технічні характеристики розчиномішалок
Тип
Ємність, л
Габарити, мм
Маса, кг
Виробник, країна