Файл: Проявление горного давления при применении механизированных крепей..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.08.2024
Просмотров: 193
Скачиваний: 0
В среднем слое также резко изменился режим работы крепи. Нагрузка на стойки крепи составляла в среднем 52—57 тс, стойки на рабочую характеристику почти не выходили. Податливость стоек составляла 12—14 мм. Состояние кровли как в нижнем, так и в среднем слоях было вполне удовлетворительным.
§ 5. Проявление горного давления при применении механизированной крепи ОМКТМ
при выемке нижнего слоя пласта гі6 на шахте им. В. И. Ленина
Выемочный участок нижнего слоя был расположен на восточ ном крыле пласта, вскрытого полевым штреком. Длина лавы в пределах выемочного участка изменялась с 90 до 60 м. Угол паде ния пласта 8—9°. В кровле пласта залегают глинистые сланцы и аргиллиты мощностью 4—6 м. Почва пласта представлена слабы ми аргиллитами мощностью до 1,0—2 .м.
О |
Z |
4 6 3 |
10 1Z /4 |
16 18 t,4 |
Рис. |
26. |
Характер |
распределения |
нагрузок |
|
|
на крепь ОА1КТМ |
|
|
Очистные работы в лавах верхнего и нижнего слоев велись обратным ходом от границ поля к бремсбергу.
Нижний слой отрабатывался с помощью комплекса ОМКТМ без оставления межслоевой предохранительной пачки. Вынимаемая мощность 1,9—2 м.
При выемке верхнего слоя, где также работал комплекс ОМІ\Т, для создания благоприятных условий работы в нижнем слое на почву слоя по падению пласта настилали доски длиной 2 м и тол щиной 4 см, на них передвигали конвейер и крепь. Выемку верх него слоя вели с опережением 500—600 м, что обеспечило хорошую слежнваемость обрушаемых пород кровли.
Нагрузки на стойки крепи в течение цикла оставались посто янными (рис. 26), несколько превышающими предварительный распор секций (40—45 тс). Влияния работы комбайна на рост нагру зок на стойки крепи установлено не было. Передвижка же секций крепи увеличивала нагрузки на 8—10 тс. В некоторых случаях сек ции передвигали с остаточным подпором стоек.'
Влияние передвижки секций крепи на изменение нагрузок на чинало сказываться на расстоянии 7—10 м от замерной станции.
59
В течение суток нагрузки увеличивались с постоянной скоростью 0,4—0,45 т/ч и в конце суток нагрузки составляли 42 тс при предва рительном распоре стопки 32 тс.
Скорость опускания кровли в этот период была также постоян ной (0,04—0,05 мм/мин). При передвижке секции крепи опа резко и скачкообразно возрастала. Увеличение скорости происходило при разгрузке секций. При распоре секций породы кровли подни мались па 20—25 мм.
Работа комплекса осложнялась главным образом из-за постоян ных прорывов породы с верхнего слоя в призабойное пространство через зазоры между козырьками крепи и забоем. Прорывы проис ходили обычно при разгрузке и передвижке секций крепи. Для улучшения состояния кровли распилами затягивали зазоры между козырьками и забоем. Секции крепи передвигали с остаточным под пором стоек до 10—12 тс.
Верхняя кромка забоя (0,3—0,4 м)- постоянно разрушалась
иотжималась в призабойное пространство.
Вэтих местах образовывались вывалы породы кровли и выпа дали доски настила верхнего слоя. Высота вывалов достигала
0,4—0,7 м.
§ 6. Анализ результатов исследований
Особенностью выемки нижних слоев мощных пластоЕ с ос тавлением межслоевой предохранительной пачки является разру шение последней на блоки трещинами, возникающими после каж дого выемочного цикла. Такая картина наблюдается при работе различных типов механизированных крепей и при различной мощ ности пачки.
Сразу же после облома предохранительной пачки начинается развитие трещин и вывалы кусков угля по мим. Вывалы имеют обычно клиновидную форму и к концу цикла высота их дости гает 120—150 мм, ширина 70—80 мм. Дальнейшее разрушение межслоевой пачки происходит в момент передвижки секций крепи за счет опускания и поднятия блоков угля межслоевой пачки при разгрузке и распоре секций.
Секции крепи, передвигаемые без остаточного подпора стоек, находятся в контакте с блоками угля предохранительной пачки лишь по их кромкам.
В связи с этим возникают значительные напряжения, разру шающие пачку. Передвижка секций крепи с остаточным подпо ром стоек не позволяла смещаться блокам пачки, и площадь кон такта крепи с блоками в этом случае была больше, чем при ра боте крепей М-100 и М-87Д.
Исследованиями установлено, что опускание кровли в основном происходит при передвижке секций крепи. Чем меньше мощность
предохранительной |
пачки угля, тем опускание больше. |
На основании |
проведенных исследований установлена наибо |
60
лее рациональная мощность межслоевой предохранительной пачки (0,45—0,5 м для пластов k i0 и йІ2 и 0,5—0,6 м для пласта d6).
Отработку пластов без оставления пачки необходимо вести с укладкой настилов при выемке верхних слоев. Опыт отработки пласта ds двумя слоями с применением комплексов ОМКТМ пока зал, что пастил из досок как средство предупреждения прорывов породы недостаточно эффективен. К тому же он требует большо го расхода леса (10—13 м3/Ю00 т угля при выемке верхнего слоя и 9—15 м3/1000 т при выемке нижнего слоя пласта).
Анализ нагрузок на крепь показывает, что стойки работают в режиме нарастающего сопротивления на протяжении всего вые мочного цикла и только в зоне влияния производственных процес сов перед передвижкой выходят на рабочую характеристику. На шахте им. В. И. Ленина при исследовании работы крепи ОМКТМ вообще не было зафиксировано случаев набора стойками макси мальной нагрузки. Наибольшее сопротивление стоек было равно 54 тс.
Для крепей М-87Д и М-81 К фактическое максимальное сопро тивление стоек при выемке пластов ki0 и k i2 составляет 66—80%, а для крепей ОМКТМ 50% от номинального (табл. 5). Следова тельно, для выемки нижних слоев нет необходимости иметь кре пи с высоким рабочим сопротивлением, поэтому его можно сни зить на 20—30%.
Т а б л и ц а 5
|
|
|
Двухстоечная секция |
|
|
|
|
|
||||
М-100 |
|
I «Михаилов- I |
k10 |
I 25 |
I — I |
25 |
I 8,7 1 — |
I 10,2)25 |
| |
— | 17,5 |
||
М-87Д |
|
ская» |
ТрехстоечнаяI I I |
секцияI |
I |
I |
I |
I |
I |
|||
|
«Волынская« |
kvl |
25 |
25 |
25 |
11,5 |
10,7 |
9,0 |
19,5 |
|
16,5 |
|
М-81 |
|
«Волынская» |
dG |
65 |
— |
65 |
19,6 |
— |
22,0 |
49,0 |
|
16,5 |
ОМКТМ |
Им. В. И. |
64 |
— |
64 |
23,0 |
— |
23,0 |
42,0 |
|
— |
||
ОМКТМ, |
Ленина |
kvl |
80 |
— |
— |
33,0 |
— |
— |
45,0 |
|
— |
|
«Майкудук- |
|
|||||||||||
средний при |
ская» |
|
80 |
— |
— |
30,0 |
— |
— . |
80,0 |
|
— |
|
/= 10-11 |
м |
|
|
|
||||||||
при /=18 |
м |
«Майкудук- |
|
80 |
— |
— |
30,0 |
— |
— |
57,7 |
|
— |
ОМКТМ, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
нижний при |
ская» |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/=10ч-І1 |
м |
|
kvz |
80 |
— |
— |
34,0 |
— |
— |
80,0 |
|
— |
при /=18 м |
|
|
80 |
34,0 |
80,0 |
|
||||||
При трехслоевой системе отработки пластов характер нагру жения крепи среднего и нижнего слоев был иной. При минималь ном расстоянии между лавами (7=10 м) стойки крепи обоих слоев в течение всего цикла работали в режиме максимальных нагрузок, а иногда зажимались. Это объясняется тем, что при вынимаемой мощности 5—5,2 м верхнего слоя блоки основной кровли получают большую свободу перемещения, что сопровождается увеличением нагрузок на крепь. При увеличении расстояния между лавами до 18 м нагрузки на крепь уменьшаются.
Для выбора оптимального расстояния между лавами среднего и нижнего слоев большое значение имеет величина шага осадки основной кровли пласта, который определяет характер нагруже ния крепей нижележащих слоев. Этот вопрос подлежит еще тща тельному исследованию.
Немаловажным фактором, оказывающим влияние ііа состояние предохранительной пачки, является величина предварительного р-аспора стоек крепи. При выемке нижних слоев выбор величины предварительного распора необходимо производить из условия со хранения целостности межслоевон пачки и уменьшения вывалов по трещинам давления.
При работе крепей поддерживающего и поддерживающе-ог- раднтельного типов М-100, М-87 и 2М-81 число циклов нагруже- нпя-разгружения кровли по ширине призабойного пространства равно 5—6. Это приводит к разрушению блоков пачки по трещи нам, образующимся после каждого выемочного цикла, и наруше нию связи между блоками.
Для крепей ОМК.ТМ и 2М-81, передвигаемых с остаточным под пором, величина подпора должна выбираться в зависимости от мощности и состояния межслоевой пачки.
Проведенные исследования показали, что для выемки нижних слоев наиболее целесообразно применять крепи с шарнирной кон струкцией перекрытия и жестким ограждением для защиты зазоров, возникающих при передвижке секций крепи. В конструк ции перекрытия должна быть предусмотрена возможность силового прижатия передней части его к кровле.
Для подкрепления обнажений, возникающих у забоя, все типы крепей должны иметь возможность дополнительного передвиже ния или специальные поддерживающие элементы в виде управляе мых щитков и козырьков.
Передвижку секций крепи целесообразно производить с оста точным подпором.
Г л а в а IV
ПРОЯВЛЕНИЕ ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КРЕПЕЙ ПРИ ОТРАБОТКЕ ПЛАСТОВ ПОЛОСАМИ ПО
ПАДЕНИЮ И ВОССТАНИЮ
В последние годы в Карагандинском бассейне начинают широ ко применяться технологические схемы выемки пластов полосами по падению с использованием механизированных комплексов, что в значительной степени позволяет повысить эффективность их ра боты. Кроме того, в бассейне впервые применена новая технологи ческая схема выемки угля полосами по восстанию при испытании комплекса ОКТ-1 конструкции Гипроуглегормаша.
Исследование проявления горного давления в этих условиях сводилось к установлению особенностей взаимодействия механизи рованных крепей с боковыми породами в различных горно-геоло гических условиях.
§ 1. Проявление горного давления при испытании механизированной крепи М-87Т, комплекса ОКТ-1 на пласте dw
■ |
Опытный образец |
комплекса ОКТ-1 испытывался на |
шахте |
им. |
В. И. Ленина на |
пласте с углом падения 8—12° [14]. |
|
Непосредственная кровля пласта представлена аргиллитами и алевролитами мощностью до 3 м. Выше непосредственной кров ли залегает песчаник средней крепости мощностью 8—10 м. В кровле и почве пласта оставлялась пачка угля мощностью 0,3 м.
Технологическая схема применения комплекса предусматрива ет выемку угля короткими полосами шириной 20 м с подвиганием очистного забоя по восстанию пласта. Длина полосы составляла 220 м.
Согласно принятой системе разработки полосами по восста нию, вентиляционный ходок по мере подвигания очистного забоя погашали, а транспортерный ходок поддерживали. Крепление из погашаемой выработки извлекали и передавали по лаве на вновь
63