Файл: Глушихин, Ф. П. Трудноуправляемые кровли в очистных забоях.pdf

наклонных трещин в кровле изменение нагрузки на крепь по ширине призабойного пространства носит сту­ пенчатый характер, что подтверждается практикой и расчетом по формулам.

На рис. 43 приведен график изменения нагрузок по

иия блоков в призабойное пространство эпюра сопротивления крепи должна соот­

ветствовать эпюре нагрузок. Однако на практике это требование выполнить трудно. Поэтому эпюра сопротив­ ления крепи должна соответствовать максимальным на­ грузкам от каждого блока (на рис. 43 линия АВ). При использовании индивидуальной крепи это требование можно выполнить увеличением числа стоек, устанавли­ ваемых в направлении от забоя к выработанному про­ странству. В механизированных крепях прочностные характеристики верхняка должны соответствовать при­ нятой схеме расстановки гидроопор крепи, причем последние необходимо располагать с учетом действую­ щей эпюры нагрузок.

Удельное давление на крепь по ширине призабойного

139

пространства зависит от длины блоков непосредствен­ ной кровли и может быть определено для любого под­ держиваемого блока по формуле

Если зависание отсутствует, то удельная нагрузка от непосредственной кровли на крепь будет постоянной по ширине призабойного пространства

Рис. 43. Характер распределения нагру­ зок по ширине призабойного простран­ ства

Однако при зависании кровли величина Рбу может превышать вес непосредственной кровли не только на границе призабойного пространства с выработанным, но и вблизи забоя.

Расчет крепей по средним нагрузкам не будет в дан­ ном случае соответствовать действительной эпюре на­ грузок. Для облегчения расчетов удельных нагрузок, оказываемых непосредственной кровлей в зависимости от параметров ее разрушения и горнотехнических факто­ ров построена номограмма (рис. 44). Схема расчета по­ казана пунктирной линией.

Из номограммы следует, что максимальные вели­ чины удельных нагрузок в большой степени зависят от горнотехнических факторов — ширины поддерживаемого пространства и числа зависших блоков. Пределы изме-

140

г

нения параметров, входящих в расчетную формулу, при­

ном их изменении это необходимо учесть в форму­ ле (V.42).

Короткоблочное разрушение основной кровли значи­ тельно осложняет поддержание кровли из-за особенно­ стей взаимодействия ее с непосредственной, а послед­ ней — с крепью. При образовании нового блока основ­ ной кровли дополнительная пригрузка от него и лежа­ щих над ним блоков в первый период может переда­ ваться только через передний блок непосредственной кровли. В этом случае на крепь, установленную под пер­ вым блоком, будут воздействовать огромные удельные нагрузки. Удержать кровлю от смещений в этот период практически невозможно, пока не созданы крепи, спо­ собные выдержать подобные нагрузки. Убедительным доказательством действия в этот период больших удель-

141

1

ных нагрузок является частый срез краевой части пла­ ста, когда трещины опережают линию забоя.

Величина удельной нагрузки на крепь в начальный период образования нового блока основной кровли без учета опоры первого блока непосредственной кровли на забой определится из формулы

этот период 150—250 тс/м2.

Пригрузки от основной кровли должны восприни­ маться всей призабойной крепью, хотя при этом будут наблюдаться проседания кровли по линии забоя.

Уменьшению вредного влияния больших удельных нагрузок вблизи забоя способствует то обстоятельство, что при смещении кровли происходит перераспределе­ ние сил в системе блоков. Совместное действие этих факторов (увеличение сопротивления крепи, реакция забоя и перераспределение сил в системе блоков) при­ водит к новому состоянию равновесия. Это подтверж­ дается тем, что при значительных смещениях кровли, даже со срезом кромки пласта, дальнейшая ' выемка угля (снятие реакции забоя) часто не приводит к даль­ нейшему опусканию кровли.

Роль крени в этих условиях сводится не к предот­ вращению образования закола, а к уменьшению смеще­ ния кровли по нему.

Удельные нагрузки на призабойную крепь резко уменьшатся, как только вся крепь начнет воспринимать пригрузку от основной кровли:

142

Глава VI

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ КРЕПЕЙ

§ 1. Работа системы крепь — боковые породы

Общеизвестно, что характеристика крепи имеет большое значение для поддержания кровли в безопас­ ном состоянии и уменьшения ее смещения. Наиболее прогрессивными в настоящее время являются крепи по­ стоянного сопротивления. Однако в условиях шахты фак­ тическая характеристика крепи может существенно, при­ чем в худшую сторону, отличаться от проектной или даже от получаемой на испытательном стенде в лабора­ тории.

Причинами этого являются большое влияние запы­ ленного и влажного воздуха на стойки трения, износ рабочих поверхностей стоек, деформации замков и т. д. У гидравлических стоек наблюдаются утечки, засорение клапанов примесями, имеющимися в рабочей жидкости

ит. д. Кроме того, силовая схема взаимодействия крепи

икровли определяется не только характеристикой соб­ ственно стоек, но также и свойствами применяемых на­ кладок и подкладок, а также и самих боковых пород, которые также могут деформироваться под действием нагрузок. Совокупность всех указанных факторов и оп­ ределяет фактическую характеристику системы крепь —

боковые породы.

В качестве наглядного примера по стойкам трения можно привести результаты проведенных нами [53] в большом объеме исследований.

На рис. 45 приведены характеристики стойки М20, полученные в лабораторных условиях 1, в шахте 2), и суммарная характеристика системы крепь — боковые

144