Файл: Проявление горного давления при применении механизированных крепей..pdf

к сосредоточению нагрузок на крепь и деформации перекрытий (при осадке пород основной кровли было продавлено 25 пере­ крытий крепи).

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 5,0 3,5 0,0

Расстоянае от забоя, м

Рис. 6. Характер изменения опускания кровли по ширине призабойного пространства при:

1 — первичной осадке; 2 — вторичной осадке; 3 — между осад­ ками

В период между осадками основной кровли стойки крепи рабо­ тали в режиме нарастающего сопротивления. Средние величины нагрузок на крепь и податливость стоек за этот период приве­ дены в табл. 2

21

Скорость нарастания нагрузок на стойки составляла 0.2—0,5 тс/ч. Общее опускание кровли в средней части лавы рав­ нялось 219 мм. Скорость опускания кровли при выполнении про­ изводственных процессов составляла 0,2—0,3 мм/мин, в осталь­ ное время 0,04—0,07 мм/мин. Кровля была в плохом состоянии: 'происходили вывалы пород в призабойное пространство. Вторич­ ные осадки основной кровли повторялись через каждые 19—25 м. подвигания очистного забоя. При этом состояние кровли и за­ боя ухудшалось. Глубина зоны отжима угля составляла 0,4—0,6 м, отслаивавшиеся блоки угля имели размеры 1,2X 2x0,6 м. Нагруз­ ки на стойки крепи увеличились до 36—38 тс. Опускание кровли составляло 260 мм. При осадках пород основной кровли развора­ чивало крепь и сдвигало стойки; что носило повсеместный харак­ тер. Осадки основной кровли обычно продолжались в течение 2—3- сут. Несмотря на длительность осадок основной кровли, стойки крепи на .рабочую характеристику выходили только во время вы­ полнения производственных процессов. Средняя податливость стоек составляла 39—40 мм.

§ 6. Проявление горного давления при применении механизированной крепи М-87 на шахте

им. 50-летия Октябрьской революции на пласте k ]3 Шестифутовом

вы 280 м; длина выемочного столба 800 м; угол падения пласта 10—12°

Непосредственная кровля пласта представлена, аргиллитами мощностью до 3 м, выше которых залегает песчаник мощностью до 30 м, являющийся основной кровлей. В почве пласта залега­ ют слабые светло-серые аргиллиты и алевролиты, склонные к пу­ чению, мощностью от 3 до 20 м. При выемке пласта в кровле ос­ тавляется предохранительная пачка угля общей мощностью 0,25 м, разделенная двумя прослойками аргиллита.

В связи с тем, что длина лавы была больше, чем длина вводи­ мого в работу комплекса, в нижней ее части (длиной 170 м) смон­ тировали механизированный комплекс КМ-87, а верхнюю часть (длиной 110 м) крепили индивидуальными стойками-. Управление кровлей производили с помощью частичной закладки выработан­ ного пространства.

До внедрения комплекса при работе по пласту k l3 часто наб­ людались весьма интенсивные первичные осадки основной кровли. Поэтому для предупреждения возможной деформации крепи был принят двусторонний порядок отработки лавы, который заклю­ чался в следующем: после монтажа комплекса и подвигания ком­ плекса на 5 м в западном направлении в восточном направлении

22

начали отрабатывать новую лаву узкозахватным комбайном К-52Ш.

Лаву крепили индивидуальными стойками, управление кровлей производили также частичной закладкой выработанного простран­ ства.

После отхода лавы восточного направления на 15 м от механи­ зированного комплекса было произведено принудительное обру-

ОР,т с

30 3 0 150 210 270 330 390 950 510 570 630 090 750 і,» и н

Рис. 7. Характер изменения нагрузок на передние стойки секции крепи (а) и податливости стоек (б)

шение непосредственной кровли на высоту 4 м. Это было сделано для уменьшения осадки основной кровли, которая произошла при отходе лавы от комплекса на расстояние 60 м.

Первичная осадка кровли, произведенная на бутовые полосы, не отразилась на состоянии комплекса. После этого была останов­ лена лава восточного направления' и пущен в эксплуатацию ком­ плекс.

В начальный период работы комплекса стойки крепи работали на величине первоначального распора. Опускание кровли по мере отхода комплекса от монтажной камеры постепенно увеличивалось' и на расстоянии ІО м составило 52 мм, а на расстоянии 25—40 м возросло до 150—162 мм.

Непосредственная кровля за секциями крепи не обрушалась после каждого выемочного цикла, в связи с этим происходили за­ висания участков кровли размером 8—10 м по простиранию пла­ ста на 25—40 м по длине лавы. В местах зависания секции крепи испытывали повышенное давление. Максимальные нагрузки на стойки находились в пределах 40—50 тс, т. е. стойки не выходили на рабочую характеристику. Податливость составляла 8—14 мм.

23

Вторичная осадка основной кровли произошла на расстоянии

ния и выходили на, рабочую характеристику в течение 15—20 мин, скорость нарастания нагрузок составляла 10—12 тс/ч. Общее

ОР,тс

50

90

30

Z0

Ö h,MM

Z

Б

to

1h

JO 90 150 Z10 Z70 JJO 390 950 510 570 630 690 750t,мин

Рис. 8. Характер изменения нагрузок на задние стопки секции крепи (а) и податливости стоек (б)

опускание кровли за этот период составило 234 мм. Деформаций элементов секций крепи не наблюдалось.

Общее опускание кровли в период между осадками основной кровли составило в среднем 160 мм, а среднее опускание кровли за цикл — в пределах 32—40 мм. Скорость опускания кровли при этом в период, когда в лаве не выполнялись производственные про­ цессы, составляла 0,03—0,05 мм/мин. Во время работы комбайна скорость опускания кровли возрастала до 0,2—0,25 мм/мин, а при передвижке секций крепи скорость опускания кровли увеличива­ лась до 0,7—1,25 мм/мин.

Применение двух видов крепи в очистном забое отрицательно влияло на работу комплекса. Время каждого выемочного цикла

в среднем составляло 3—9 ч.

Максимальная нагрузка на секцию крепи в этот период сос­ тавляла ПО тс, т. е. нагрузка на каждую стойку крепи не превы­ шала 55 тс. Податливость находилась в пределах 8—12 мм (рис.7).

24

На основании проведенных исследований получены следующие ■корреляционные зависимости изменения во времени нагрузки и по- ,'датливости:

на передние стойки

Р = _55/J-J500_ (т] = 0 8 4 ) .

h = 1,85 + 0,0088 (р = 0,82);

на задние стойки (рис. 8).

5 4 /+ 600 (т| = 0,8);

/ + 50

h — 0,97 + 0,01025/ (р = 0,77).

Коэффициент надежности корреляционного отношения М>2,6.

§ 7. Проявление горного давления при применении механизированной крепи М-87Д на шахте «Стахановсікая» на пласте feJ3 Шестифутовом

Промышленные испытания комплекса КМ-87Д проводились в 14-г западной лаве.

Общая мощность пласта 2,25 м, вынимаемая 1,9 м; длина лавы 140—220 м; угол падения пласта 8—10°.

Непосредственная кровля пласта представлена аргиллитами мощностью до 2 м с прослойками угля. Основная кровля —■пес­ чаники мощностью 34 м. Почва пласта — светло-серые аргиллиты и алевролиты мощностью до 20 м.

Комплексом КМ-87Д отрабатывался столб длиной до 1200 м. Первоначальная длина лавы была 140 м, по мере отхода комплек­ са от монтажной камеры длина лавы постепенно увеличилась до 220 м. Поле по простиранию и по падению пласта выдержано.

В первый период работы комплекса каких-либо серьезных не­ поладок (кроме прорывов шлангов и выхода из строя нескольких клапанных блоков) не отмечалось. Поэтому комплекс сразу же по выходе из монтажной камеры стал работать с большой нагрузкой на забой (по шесть выемочных циклов в сутки).

Исследовалось влияние скорости подвигания очистного забоя на характер осадок основной кровли.

Период отхода комплекса на 25 м от монтажной камеры харак­ теризовался незначительным горным давлением на крепь.

При первоначальном распоре 10—15 тс стойки крепи через 1,5— 2 ч испытывали нагрузку 40—50 тс. В дальнейшем нагрузки на крепь независимо от длительности выемки цикла не изменялись, т. е. крепь работала в режиме нарастающего сопротивления. Пос­ ле отхода комплекса от.монтажной камеры на 50 м давление на крепь стало увеличиваться. Стойки крепи при этом начали выхо-

25

днть иа рабочую характеристику. Податливость не превышала 3—8 мм за один рабочий цикл.

Состояние кровли в начальный период работы комплекса было хорошим, вывалов не наблюдалось, за исключением местных от­ слоений нижних пачек'непосредственной кровли на глубину 15—20 см. Породы непосредственной кровли обрушались по всей длине лавы после каждого выемочного цикла. Отдельные зависа-

Рнс. 9. Характер изменения нагрузок на передние (а) и задние (б) стойки секции крепи

ния кровли на 1—1,5 м по простиранию и до 3—4 м по длине ливы не сказывались на состоянии кровли.

Анализ шахтных замеров позволил установить корреляционные зависимости нагрузок на передние и задние стойки крепи от вре­ мени их работы (рис. 9).

Зависимости нагрузок от времени выемки цикла выражаются; уравнениями:

на задние стойки

681 + 210 (ті = 0,79).

г+ 60

Впериод выполнения производственных процессов скорость нарастания нагрузок на стойки крепи составляла 15—20 тс/ч, а

26