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

§ 2. Проявление горного давления при применении механизированной крепи ОМКТ на шахте им. В. И. Ленина на пласте d e

Механизированная крепь ОМКТ применялась на нулевом го­ ризонте пласта. Общая мощность его составляла 4,5 м; вынимае­ мая мощность 3 м; длина лавы 60 м; длина столба 600 м; угол па­ дения 8°..

Породы непосредственной кровли были представлены слабыми аргиллитами с прослойками пород общей мощностью 9—10 м. Почва пласта была представлена слабыми углистыми аргиллита­ ми, склонными к пучению.

После четырех выемочных циклов в верхней части лавы на сопряжении с вентиляционным просеком встретился пережим пла­ ста, уменьшающий его мощность до 2 м.

Отсутствие прочной защитной угольной пачки в кровле пласта в этом месте и наличие перемятых глинистых пород в непосредст­ венной кровле явилось причиной их прорыва в призабойное про­ странство. В дальнейшем в этих местах кровля затягивалась дере­ вянными распилами и у забоя устанавливались деревянные стой­ ки.

Выемка угля на этом участке производилась при помощи буро­ взрывных работ. Для оставления в кровле предохранительной пач­ ки угля комплекс был опущен на почву пласта. Однако из-за сла­ бой почвы основания секций крепи вдавливались в нее на 150— 200 мм, секции зажимало, произошел вывал пород на высоту 8— 10 м. Для ликвидации создавшегося аварийного состояния на рас­ стоянии 10 м от вентиляционного штрека прошли новый просек, а секции крепи на этом участке домонтировали. Однако из-за низ­ кой скорости подвигания забоя лавы после ее укорачивания меж­ ду забоем и козырьками крепи постоянно прорывались породы кровли. Эти участки также приходилось затягивать распилами.

Особенно в плохом состоянии была кровля на сопряжении лавы с новым вентиляционным просеком. Податливость стоек в этом месте составляла 200—300 мм, некоторые секции были зажаты. Предохранительные клапаны стоек крепи на этом участке были от­ регулированы на ПО тс. Это значительно улучшило состояние кров­ ли н предохранило сопряжение от деформации. Увеличение сопро­ тивления стоек крепи резко уменьшило податливость стоек (рис. 17). Вдавливания оснований секций крепи в почву не проис­ ходило, так как в почве пласта оставлялась защитная пачка мощ­ ностью 0,4—0,6 м.

Характер изменения нагрузок и податливости на стойки крепи приведен на рис. 18.

Секции крепи на нарушенных участках передвигали после про­ ходѣ комбайна на 10—15 м, так как при разгрузке стоек сразу за проходом комбайна необходимо было предварительно вдоль забоя устанавливать деревянные стойки под распил.

41

Выемка угля комбайном не оказывала существенного влияния на характер работы стоек, а передвижка секций крепи увеличи­ вала нагрузки на стойки на 8—10 тс. Хотя следует отметить, что в отдельных случаях увеличение нагрузок при передвижке секций

Рис. 17. Характер изменения нагрузок на стопки (о) и податливости стоек (б) с различным рабочим сопротивлением:

/ — при проектном: 2 — при ПО тс

Рис. 18. Характер изменения нагрузок иа стойки секции крепи (а) и податливости стоек (б)

крепи было незначительным (2—4 тс). Зона влияния передвиж­ ки секций крепи была небольшой (4—5 м выше или ниже перед­ вигаемой секции).

Нагрузки на стойки секций крепи возрастали в течение 10— 30 мин, а затем стабилизировались и около трех суток почти не

42

изменялись, независимо от длительности выемочного цикла (рис. 19).

Податливость стоек в этот период составила 3—6 мм, т. е. стои­ ки работали в режиме нарастающего сопротивления. Опускание кровли составило 22—28 мм и происходило в основном за счет смятия неровностей кровли и почвы и раздавливания предохра­ нительной пачки угля в кровле пласта.

Рис. 19. Характер изменения нагрузок на стойки крепи в зависимости от выполняе­ мых производственных процессов

Так как стойки крепи работали в режиме нарастающего сопро­ тивления, на пяти секциях в середине лавы было уменьшено сопро-' тивление стоек до 50 тс.

Дальнейшая работа комплекса ОМКТ была неэффективной, так как постоянно сдерживалась прорывами пород в призабойное пространство.

§ 3. Проявление горного давления при применении механизированной крепи ОМКТ на шахте «Долинская» на пласте cle

Комплекс ОМКТ-ІѴ применялся на первом горизонте пласта ■северного крыла шахтного поля, который в пределах выемочного участка имеет сложное петрографическое строение и состоит из шести угольных пачек мощностью от 0,36 до 2,63 м, разделенных тонкими (0,06—0,11 м) прослойками глинистого сланца. Общая мощность пласта 5,43 м.

В непосредственной кровле пласта залегают плотные глинис­ тые сланцы и аргиллиты мощностью 2 м. Основная кровля пред­ ставлена песчаниками средней крепости мощностью 4—6 м, почва

— слабыми аргиллитами мощностью до 1,6 м. Мощность предох­ ранительной пачки угля, оставляемой в кровле, составляла

0,6—0,8 м.

Вынимаемая мощность (верхнего слоя) составляет 2,8 м, угол падения пласта 8—10°, уголь средней крепости, вязкий.

43

Первоначально длина лавы была равна 100 м, а через четыре месяца уменьшилась до 80 м и в течение следующих двух меся­ цев опять увеличилась до ПО м. В связи с этим приходилось де­ монтировать лишние и устанавливать дополнительные секции кре­ пи в процессе работы. Остановка забоя лавы по этим причинам на 2—4 сут. ухудшала состояние кровли, особенно в местах монта­ жа нл’и демонтажа секций. В предохранительной пачке угля появ­ лялись значительные трещины, с развитием которых происходили вывалы пород кровли в призабойное пространство. В дальнейшем после окончания монтажно-демонтажных работ затрачивалось несколько суток для выхода комплекса под ненарушенную кровлю, что естественно сказывалось на эффективности его работы.

Податливость стоек составляла 4—13 мм. В период простоев комплекса в течение 1,5—2 сут (выходные дни) прирост нагрузок на стойки в первые сутки составлял 4—5 тс, в последующие — до 0,7—2,5 тс. Податливость стоек за сутки была 6—8 мм.

Состояние кровли было удовлетворительным. Однако в кров­ ле имелись трещины разных направлений и ширины (0,5—2,5 мм), заколы, образующиеся после прохода комбайна в верхней части лавы, происходили мелкие вывалы пород.

Породы непосредственной кровли обрушались сразу после пе­ редвижки секции и за ограждением крепи создавалась породная подушка.

Работа комбайна и передвижка секций крепи увеличивали на­ грузки на стойки крепи. Интенсивное изменение нагрузок проис­ ходило в течение 10—15 мин после установления первоначальногораспора стоек (20—30 тс).

При длительных остановках комплекса секции крепи наклоня­ лись по падению пласта. Для предотвращения наклона секции крепи распирались деревянными стойками, которые убирались при возобновлении работы в очистном забое.

Наблюдения за комплексом показали, что геологические нару­ шения резко снижают эффективность его работы. Образующиеся вывалы не перекрываются козырьком и увеличивают зазоры между концами козырьков и забоем от 1 до 1,2 м. Состояние кровли зави­ сит от скорости подвигания очистного забоя. При выполнении ком­ плексом 2—3 циклов в сутки в кровле пласта появлялись мелкие вывалы высотою 0,2—0,4 м.'при выполнении 1—2 циклов в сутки высота вывалов достигала 0,9—1,2 м', а при выполнении 5—6 цик­ лов число вывалов резко уменьшалось.

§ 4. Проявление горного давления при применении механизированной крепи ОМКТ на шахте им. В. И. Ленина на пласте d i0

Промышленные испытания крепи ОМКТ проводились на уча­ стке длиной 440 м по простиранию. Длина лавы 132 м.

Непосредственная кровля пласта была представлена иеустойчи-

44

вьши аргиллитами мощностью 0,5—0,8 м, алевролитами трещино­ ватыми мощностью 2,0—2,5 м, основная кровля — слоистым тон­ козернистым песчаником мощностью 8 м.

Пласт сііа имеет выдержанное строение и мощность на всей площади шахтного поля. Сложен в основном четырьмя угольными пачками, разделенными между собой тремя прослойками аргил­ лита мощностью 0j02—0,24 м, два прослойка из которых приуро­ чены к средней части пласта, а один — к нижней. Общая мощность пласта колеблется от 2,45 до 2,65 м. Почва пласта представлена слабыми аргиллитами, склонными к пучению и размоканию.

Наблюдения за работой крепи проводились в течение 20 вые­ мочных циклов.

■После распора секций крепи нагрузки на стойки плавно возра­ стают. Работа комбайна увеличивает нагрузки на стойки крепи на

.5—10 тс. При передвижке секций нагрузки на рядом стоящие сек­ ции увеличиваются в среднем на 10—12 тс и достигают 62—64 тс. Причем влияние передвижки начинало сказываться с расстояния

.5—6 м от места передвижки секций.

Податливость стоек достигала 16 мм и в среднем составляла :8—10 мм.

Было установлено, что нагрузки на стойки крепи в определен­ ных пределах зависят от скорости подвигания очистного забоя. При выемочном цикле 3—5 ч нагрузки на стойки находились в пределах 32 тс, а при выемочном цикле 18 ч — достигли 35— 40 тс. Предварительный распор составлял 22—30 тс.

Кровля в лаве была относительно удовлетворительной, чему способствовали оставляемые предохранительные пачки угля мощ­ ностью в кровле 0,4—0,5 м и в почве 0,2—0,3 м.

§ 5. Проявление горного давления при испытании опытно-промышленного образца механизированной крепи М-101Д на пласте d10

Шахтные испытания опытно-промышленного образца механи­ зированной крепи М-101Д проводились на шахте «Казахстанская» на участке восточной лавы панели № 1. Общая мощность пласта 1,3 м, вынимаемая 1,2 м; угол падения пласта 10—18°; длина лавы 125—140 м; длина выемочного поля 660 м.

Непосредственная кровля пласта представлена трещиноватыми и перемятыми аргиллитами мощностью 1,3—3 м, выше которых расположены крепкие песчаники мощностью 7—10 м, являющиеся основной кровлей. Аргиллиты непосредственной кровли имеют ярко выраженную коржистую структуру, линии кливажа направле­ ны под углом 40—45° к забою.

В почве пласта залегают слабые, неустойчивые, легко размо­ кающие аргиллиты мощностью 0,1—0,3 м, ниже их расположены

.алевролиты средней устойчивости мощностью 2—3 м.

45