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

отдельные стойки выходили на рабочую характеристику. Скорость опускания кровли в этот период составила в среднем 0,25 мм/мин, в остальное время она не превышала 0,01 мм/мин.

Перед осадкой основной кровли (после трех выемочных цик­ лов) начался отжим угля по всей лаве на глубину 0,15—0,2 м.

Первичная осадка основной кровли произошла при отходе ла­ вы от монтажной камеры на 60 м. Ей предшествовало дальнейшее усиление давления на крепь.

Скорость нарастания нагрузок при этом составляла 30—40 тс/ч. Клапаны стоек срабатывали через каждые 15—20 мин. Податли­ вость стоек увеличилась до 10—15 см. Отжим угля увеличился до 0,5 м по всей длине лавы, появились вывалы в кровле. По ли­ нии забоя почти на всю длину лавы образовалась трещина шири­ ной 8—10 см.

После трех выемочных циклов состояние лавы немного улучши-

.лось, уменьшились вывалы. Трещина по линии забоя появлялась после каждого выемочного цикла, но ширина ее уменьшилась до 5 см, отжим угля все еще доходил до 0,2—0,4 м.

Ввиду такого состояния лавы работы по выемке угля произво­ дились в четыре смены. В результате скорость подвигания очистно­ го забоя достигла 2,5 м/сут. На третий день после осадки основ­ ной кровли состояние лавы стало вполне удовлетворительным, зна­ чительных вывалов в кровле уже не было, трещина по линии за­ боя появлялась уже через 2—3 выемочных цикла. Отжим угля уменьшился до 0,1—0,15 м.

Стойки механизированной крепи в период первичнрй осадки основной кровли выходили на рабочую характеристику за 40 мин после передвижки секций, т. е. скорость нарастания нагрузок сос­ тавляла 40—60 тс/ч. При этом нагрузки на передние и задние стой­ ки и скорости их нарастания были одинаковыми. Клапаны стоек крепи в этот период срабатывали через 4—7 мин. Податливость достигала 52 мм при длительности выемочного цикла 6—7 ч.

Общее опускание кровли за время первичной осадки основной кровли по ширине призабойного пространства составило 450 мм, за цикл 50—60 міуі. Скорость опускания кровли во время выпол­ нения производственных процессов составила в среднем 1,5— 2 мм/мин, в остальное время 0,05—0,06 мм/мин.

Таким образом, первичная осадка основной кровли резко отри­ цательно сказалась на работе крепи М-87Д и состоянии кровли, но •благодаря большой скорости подвигания (2,5 м/сут) удалось умень­ шить осадку основной кровли и быстро ликвидировать ее послед­ ствия.

Период работы комплекса между вторичными осадками основ­ ной кровли наиболее длительный, так как вторичные осадки проис­ ходили через 35—40 м и ощущались во время 4—5-го выемочных циклов.

Анализ шахтных замеров позволил установить корреляционую зависимость податливости от времени выемочного цикла (рис. 10):

27

передние стойки

h =1, 3 4-2,9^ (т) = 0,74);

задние стойки

h = —3 + 2,71 ft = 0,79).

Вторичная осадка основной кровли произошла при отходе ком­ плекса на 35 м от места первичной осадки. Воздействие на крепь

Рис. 10. Характер изменения податливости на стоики секции крепи:

а — задние; о — передние

вторичной осадки не было менее интенсивным, чем первичной. Ни одной секции не было зажато, однако более 30 секций было наклонено под углом до 15° по падению и около 20 имели наклон до 10° по восстанию. По всей длине лавы происходил от­ жим угля. Наибольший отжим (0,3—0,4 м) был в средней частилавы, в нижней и верхней частях лавы он был равен 0,15—0,2 м.

В период вторичной осадки основной кровли нагрузки на пе­ редние и задние стойки и их податливость были одинаковы

(рис. 11).

Стойки крепи выходили на рабочую характеристику в основ­ ном в течение 1,5—2 ч, вслед за этим через 10—15 мин срабаты­ вали клапаны. Зависимость нагрузок на секцию крепи от дли­ тельности выемки цикла выражается уравнением

28

Податливость гидравлических стоек в зависимости от длитель­ ности выемочного цикла выражается уравнением

■А = — 0,625 + 3,25/ (11 = 0,78).

Опускание кровли при вторичных осадках было значительна большим, чем между осадками (рис. 12). При выполнении про­ изводственных процессов оно составляло 50—60 мм при скорости опускания 2,2 мм/мин, в остальное время 0,25 мм/мин.

Рис. 11. Характер изменения нагрузок на секции кре­ пи (а) и податливости стоек (б) при вторичных осадках основной кровли

В период между осадками основной кровли были проведены исследования работы крепи при последовательной и шахматной схемах передвижки.

При передвижке секций по последовательной схеме стойки кре­ пи выходили на рабочую характеристику через 4—6 ч, а иногда только в конце цикла, т. е. только после передвижки соседних сек­ ций.

При передвижке секций по шахматной схеме стойки крепи вы­ ходили на рабочую характеристику в течение 1—2 ч после пе­ редвижки. Скорость нарастания нагрузки на стойки при последо­ вательной схеме передвижки составляла 10—15 тс/ч, а при шах­ матной 20—25 тс/ч.

Состояние кровли при работе как с шахматной, так и с после­ довательной схемами передвижки было хорошим. Следует отме­ тить, что при последовательной схеме передвижки отжим угля ■происходил уже через 40—50 мин после передвижки секций, до­ стигая иногда 0,2—0,3 м в глубину и 10—15 м в длину. При шах-

29'

матной схеме передвижки отжим угля начинался не ранее чем че­ рез 2 ч после передвижки секций, причем отжим угля не превы­ шал 0,15 м.

k 7, ki, &1 0 , характеризующихся осадками основной кровли, показы­ вает, что степень воздействия их на работу крепи и состояние кров­ ли в призабойном пространстве определяется в первую очередь строением и мощностью пород основной и непосредственной кров­ ли, вынимаемой мощностью пласта, физико-механическими свойст­ вами пород, угля, сопротивлением крепи и т. д.

Результатом осадок основной кровли в очистных забоях, обо­ рудованных механизированными крепями, является: в одних гор­ но-геологических условиях ухудшение состояния кровли в приза­ бойном пространстве; в других — зажатие выдвижной части секций

.30

сопровождаемое значительными вывалами кровли пластов; в тре­ тьих— завалы очистных забоев.

В связи с расширением области применения механизирован­ ных комплексов для повышения эффективности их работы, пра­ вильности выбора выемочных участков и типа крепи, предохране­ ния ее от деформации необходима приближенная оценка шахтопластов по интенсивности осадок основной кровли. Основные положе­

■А. А. Борисовым, позволяют разработать метод приближенной оценки первичных и вторичных осадок основной кровли [3,7,10 11, 12]. На основании результатов шахтных исследований, опыта управ­ ления кровлей на пластах с труднообрушаемыми породами все пла­ сты по интенсивности проявления осадок основной кровли можноразделить на две группы: к I относятся пласты с резкими осадками основной кровли и значительной площадью зависания пород; ко II относятся пласты, на которых осадки кровли происходят отно­ сительно спокойно и сопровождаются постепенным увеличением скорости и величины опускания кровли и в редких случаях завала­ ми лав.

Для возможности отнесения пластов к одной из групп необхо­ димо ввести понятие коэффициента интенсивности осадок основ­ ной кровли:

где Н — мощность основной кровли, м; т — коэффициент самопод-

Данная формула справедлива при Ь>1. При h<l£„-s-oo, что ха­

пласт k \ 2 Верхняя Марианна шахты «Волынская», где проявлениепервичной осадки сопровождалось сильным динамическим уда­ ром и завалом лавы (£п=396).

Результаты исследований показали, что осадки основной кров­ ли оказывают неодинаковое воздействие на мехаиизированныекрепи и состояние кровли в призабойном пространстве. Так, на­ пример, первичная осадка на шахте «Западная» (kn— 10) при при­ менении механизированной крепи М-97 не вызвала значительногоосложнения в работе очистного забоя. Однако в результате осад-

31