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

породы 3, полученные в лаве № 108 пласта 4 шахды

«Новая».

Из рисунка видна существенная разница приведен­ ных зависимостей. Этот факт следует иметь в виду при проектировании паспортов крепления. В лаве № 108 применялись металлические верхнякм и затяжка кровли.

ния крепи, меньше использовать при креплении леса и т. д.); во-вторых, при расчетах паспортов крепления, в которых предусматривается применение стоек трения, нельзя принимать проектное сопротивление стоек за расчетное.

Кроме того, большая податливость сопряженных элементов крепи может привести к тому, что в крепях постоянного сопротивления фактическая характеристика системы будет нарастающей. То же явление наблю­ дается и при работе механизированных крепей, хотя они имеют значительно большие удельные поверхности опор.

В период работы механизированных крепей (от их распора до разгрузки) смещения кровли в подавляющем

145

большинстве случаев превышают податливость крепи в несколько раз. В разных горно-геологических условиях

смещение кровли в цикле, мм.

Результаты измерений, проведенных при работе ме­ ханизированных крепей, показывают, что действительная характеристика их значительно отличается от паспорт-

Рнс. 46. Характеристики механизи­ рованной крепи и системы крепь — боковые породы

ной. Степень отличия зависит не только от прочности контактов, но и от соотношения фактического сопро­ тивления крепи и начального распора.

На рис. 46 применительно к работе гидравлических

тивление составляет Ah. Однако по мере роста нагрузки на стойку будут деформироваться: порода, затяжка,

146

штыб и т. д., которые создадут дополнительную подат­ ливость системы Ас. Полная податливость системы определится как сумма

АЯ — Ah -ф Ac.

Данная податливость должна (при тщательных из­ мерениях) быть равна смещению кровли за период ра­ боты стойки. Действительная характеристика системы определится в этом случае линией ОАДЕ, т. е. участок работы системы в режиме нарастающего сопротивления значительно увеличится. Он будет тем больше, чем больше дополнительная податливость системы, т. е. при слабых боковых породах или же при применении дере­ вянных подкладок (верхняков и т. п.) то же сопротив­ ление будет достигнуто при большем смещении кровли.

Если увеличить начальный распор до значения Р'н.р, то соответственно величины Ah, Ас и АН уменьшатся, так как система начнет работать от точки А' до линии A'D'E; величина Ah'c<A hc. Отсюда следует вывод, что при слабых боковых породах для предотвращения лиш­ них смещений распор надо увеличивать.

Приведенные выше соотношения податливости гидро­

стике. Величина этого соотношения зависит от положе­ ния точки Д на линии BE. Чем дальше ома расположена от точки В, тем большие смещения кровли необхо­ димы для выхода крепи на рабочее сопротивление Pv. Представим, что крепь вышла на рабочее сопротивле­ ние, а смещения кровли продолжаются. В этом случае дальнейшая податливость системы будет происходить только за счет податливости самой гидростойки, так как прироста нагрузок не будет.

При работе механизированных крепей особенно важно, чтобы фактическая характеристика системы крепь — боковые породы была возможно ближе к ха­ рактеристике самой крепи. Это необходимо потому, что механизированные крепи находятся в контакте с боковы­ ми породами значительно меньшее время, чем индиви­ дуальные, и не всегда могут успевать набирать доста­ точное сопротивление. В связи с этим в лаве следует

147

тщательно зачищать почву от штыба, обеспечивать на­ дежные опоры для верхняка.

Специальные исследования этого вопроса, проведен­ ные ВНИМИ в шахтных условиях, показали, что даже одна я та же секция в разных циклах может работать с разной характеристикой в зависимости от 'состояния пород под опорами. На рис. 47, а в качестве примера

а

Рис. 47. Влияние условий контактирования на характеристику си­ стемы крепь— боковые породы:

1— хорошие условия; 2— плохие; 3— идеальные

показана работа секции крепи комплекса КМ-87 на пласте XXVII шахты «Березовская». Линией 2 показана фактическая характеристика секции в одном цикле, а линией 1 — в следующем за ним цикле. Линия 3 харак­ теризует условия, когда податливость стойки и смещение кровли равны. При практически одинаковом начальном распоре (26 и 29 тс) смещение кровли до выхода сек­ ций на одинаковое сопротивление составило в первом случае 5 мм, а во втором около 1,5 мм. Причиной этого явилась большая податливость системы в первом цикле. Если сравнить податливость самих гидростоек, то они отличаются незначительно: 1,2 мм в одном цикле и 0,7 мм — в другом. Данное положение характерно не только для одной секции, но и для крепи .в целом. На рис. 47, б показана зависимость податливости гидроетоек крепи комплекса КМ-87 от смещения кровли в лаве

№84 шахты «Чертинская» (пунктирная линия) и в лаве

№12 шахты «Березовская» (сплошная линия). Эти кривые построены по результатам большого объема ис­

148

следований и показывают существенное различие в усло­ виях нагружения крепи и ее характеристике. В первом случае крепь работала под затяжкой из дерева и при слабой почве, во втором — над крепью находился проч­ ный песчаник и почва не допускала вдавливания крепи.

При эксплуатации крепи необходимо возможно боль­ ше уменьшить разность между смещением кровли и по­ датливостью крепи за счет увеличения жесткости кон­ тактов крепи с боковыми породами. Эти исследования показывают, что повышенные смещения кровли в лавах могут быть вызваны не только недостаточным сопротилением крепи или ее неисправностью, но и неудовлетво­ рительной характеристикой системы крепь — боковые породы.

Для уменьшения вредного влияния податливости со­ пряженных с крепью элементов начальный распор стоек крепи должен быть как можно больше. Однако для гидравлических стоек, конструкция которых позволяет обеспечить равенство начального распора и конечного сопротивления, такая мера может оказаться нежела­ тельной по причинам, которые будут рассмотрены ниже.

Другим из возможных путей уменьшения вредного влияния податливости может быть правильный выбор предельных сопротивлений отдельных единиц крепи и ее опорных поверхностей. Уменьшение удельных на­ грузок на крепь существенно влияет на вдавливание ее в боковые породы. Поэтому применение опорных пло­ щадок с большей несущей способностью при индиви­ дуальных крепях в ряде случаев не только желательно, но просто необходимо.

§ 2. Условия работы индивидуальных крепей

Исследования, проведенные на пластах с тяжелыми кровлями, показывают, что индивидуальные крепи рабо­ тают в особых условиях. Действие больших - нагрузок вблизи забоя и резкое их измерение по всей ширине при­ забойного пространства вызывает необходимость при­ менения специальных мер для удержания кровли в при­ забойном пространстве.

Основной особенностью большинства типовых пас­ портов с индивидуальными крепями, разработанных ДонУГИ [55], КНЙУИ [56] и КузНИУИ- [57], является

149