книги из ГПНТБ / Попов В.Л. Новая механизированная крепь

ЛА ДОМ НЕ ВЫДАЛА

НОВАЯ

МЕХАНИЗИРОВАННАЯ

КРЕПЬ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛИТЕРАТУРЫ

ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ

МОСКВА 1960

АННОТАЦИЯ

В брошюре приведен опыт работы механизи­ рованной передвижной крепи «Мосбасс» на ряде шахт Подмосковного бассейна в течение 1957— 1958 гг.

Освещена история создания щитовых крепей, дано описание устройства крепи «Мосбасс», спо­ собы ее работы. Описаны монтажные и демон­ тажные работы.

Дана технико-экономическая эффективность применения щитовых крепей, приведены конст­ руктивные и эксплуатационные недостатки их.

Приведены также краткие результаты иссле­ дований проявлений горного давления при испы­ тании крепей и рекомендации по области их применения.

Брошюра рассчитана на инженерно-техниче­ ских работников угольной промышленности.

io ш

/ns'pv

ВВЕДЕНИЕ

Исторический внеочередной XXI съезд Коммунисти­ ческой партии Советского Союза поставил перед уголь­ ной промышленностью задачу дальнейшего улучшения условий труда шахтеров, значительного повышения тех­ нико-экономических показателей работы горных пред­ приятий и в первую очередь роста производительности труда и снижения себестоимости.

Перед горняками Подмосковного угольного бассейна

особенно остро стоит вопрос снижения материальных и трудовых затрат при добыче топлива.

Большие резервы заключены в экономии лесных ма­ териалов на крепление и управление кровлей в рабочем пространстве очистных забоев.‘Средний расход леса на

1000 т добычи угля составляет около-42 м3. На каждую

тонну добываемого угля приходится 7—10 и более руб­ лей затрат на лесные материалы. Трудоемкость возве­ дения деревянной крепи также высока и составляет 11,7% общей трудоемкости работ по добыче угля на шахте. Следовательно, деревянная крепь тормозит даль­ нейшее развитие техники угледобычи и рост производи­ тельности труда. Необходимо изыскивать новые способы крепления и управления кровлей в очистных забоях.

Наиболее прогрессивным и перспективным направле­ нием является создание механизированных щитовых

■передвижных крепей.

Благодаря творческому содружеству изобретателей,

конструкторов, ученых, машиностроителей и работников

угольной промышленности в Подмосковном бассейне создана работоспособная и эффективная механизиро­ ванная крепь «Мосбасс», выпускаемая в настоящее

время серийно Лаптевским и Узловским заводами угольного машиностроения.

3

§ 1. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КРЕПЕЙ В БАССЕЙНЕ

Высокая трудоемкость и незначительный уровень механизации производственных процессов на очистных

работах, особенно при креплении, управлении кровлей,

перемонтаже конвейера, доставке крепежных материа­ лов, и значительный расход последних длительное время

привлекали и привлекают внимание научно-исследова­ тельских, конструкторских и других организаций, ра­ ботников шахт Подмосковного угольного бассейна к ре­ шению вопроса комплексной механизации основных процессов добычи угля с одновременным снижением

трудовых и материальных затрат.

До создания механизированных крепей в очистных забоях осуществлялась механизация только отдельных

производственных процессов путем, например исполь­ зования усовершенствованных очистных комбайнов «Донбасс», лебедок для механизированного извлечения

леса. Однако комплексная механизация всех производ­ ственных процессов в очистных забоях могла быть осу­ ществлена на базе создания передвижных крепей,

обеспечивающих механизацию таких основных процес­ сов, как крепление очистного пространства, управление кровлей методом полного обрушения, безразборную пе­ редвижку, конвейера. Кроме того, предполагалось, что

механизированные крепи должны повысить эффектив­

ность различных средств выемки угля, главным образом за счет использования взрывонавалки или применения выемочных комбайнов. Наконец, предполагалось, что механизированные крепи явятся наиболее верным

средством’для создания выемочных,, агрегатов, которые предусматривают не только полную механизацию всех

производственных процессов в очистном забое, но .и ав­

томатизацию или дистанционное управление этими про­

цессами.

Первым опытом следует считать испытание щита Журавлева-Покровского (рис. 1,а) на шахте № 26 тре­

ста Сталиногорскуголь в 1941 г. Испытания были прер­ ваны в связи с вероломным нападением немецко-фашист­ ских захватчиков на нашу страну. В дальнейшем работ­ ники угольной промышленности Подмосковного бассейна вплотную занялись вопросами механизации процессов крепления и управления кровлей в очистных забоях

4

В 1949 г. на шахте № 9 треста Щекинуголь в лаве длиной 10 м была испытана щитовая крепь Типа Щ-48 (рис. 1,6), изготовленная по предложению Зиглина и Гиллера.

Принцип работы этого щита заключался в поддер­ жании узкой призабойной полосы кровли деревянной крепью и ограждении рабочего пространства со стороны

выработанного пространства при помощи металличесского щитового перекрытия, передвигаемого лебедками, находящимися на штреках.

Выемка угля производилась взрывным способом, на­ валка— вручную с частичным (до 25%) использованием силы взрыва. После выемки призабойная часть кровли поддерживалась деревянными рамками, верхняки кото­

5

Щитом было пройдено 34 м и в процессе испытаний

установлено:

1.Применение щита полностью механизировало про­ цессы посадки кровли и безразборной передвижки кон­ вейера.

2.В 2—3 раза сократился расход леса по щитовой

лаве и составил 15—20 м3 на 1000 т добычи угля.

3.Производительность труда на выход навалокре-

пильщиков и в целом рабочего по лаве повысилась.

Впроцессе испытаний выявлен ряд недостатков, ко­ торые были учтены при создании новой крепи Щ-49-2.

явившейся результатом творческой работы коллектива Подмосковного научно-исследовательского угольного ин­ ститута (ПНИУИ), Гипроуглемаша, СКВ Лаптевского

машиностроительного завода и работников комбината Тулауголь. Крепь Щ-49-2 не была изготовлена, однако на базе основных конструктивных ее решений была из­ готовлена крепь Щ-50 (рис. 1,б).

Эта крепь предусматривала увеличение длины лавы до 20 м, замену деревянных элементов крепи металли­ ческими верхняками (козырьками) и стойками, частич­ ную механизацию процесса возведения призабойной

крепи.

Промышленные испытания этой крепи производились

В процессе испытаний щита были выявлены допол­ нительные конструктивные недостатки; кроме того, были измерены основные нагрузки, действующие на щит огра-

дительно-поддерживающего типа, вызванные главным образом давлением боковых пород. Основываясь на этих данных, ПНИУИ были разработаны технические требо­ вания на проектирование новых типов механизирован­ ных крепей.

В 1952—1953 гг. были спроектированы и изготовлены новые щиты — два комплекта Щ-52 с взрывной выемкой (рис. 1,г) и один комплект Щ-52К (рис. 1,<Э), предусмат­

ривавший работу с комбайном ВОМ-2м, на лаву дли­ ной 50 м. Конструктивно эти щиты были выполнены ана­ логично щитам Щ-50 с устранением некоторых недо­

статков.

Один комплект крепи Щ-52 поступил на шахту № 12

6

треста Щекинуголь, где с 1 июля 1953 г. по 27 марта 1954 г. этой крепью был отработан столб лавы № 76 протяженностью 180 м и добыто 29,8 тыс. т угля.

В 1955 г. этот щит в течение января-февраля был смонтирован в новой лаве № 107—109, где проработал до 15 июня 1956 г., продвинувшись на 140,9 м и добыв 28,7 тыс. т угля.

Другой комплект крепи Щ-52 поступил на шахту №4

треста Калининуголь в марте 1953 г. С 25 мая 1953 г. по июль 1956 г. этим щитом было отработано два столба общей длиной 486,9 м с добычей 90,9 тыс. т угля.

Щит Щ-52К был смонтирован на шахте № 34 треста Красноармейскуголь. Первые же дни испытаний пока­ зали нецелесообразность сочетания крепи данной конст­ рукции с комбайном "ВОМ-2м в связи с длительностью

операций по выдвижке козырьков после прохода ком­ байна и частыми обрезами и вывалами пород из кровли. Кроме того, в процессе испытаний имели место частые прорывы плывунов; последний прорыв произошел 8 ию­ ля 1954 г. с затоплением и выносом песка в щитовую лаву и прилегающие к ней выработки. Дальнейшая эксплуатация этого щита не производилась.

Главными недостатками крепей типа Щ-52 были не­ надежность канатно-лебедочного механизма выдвиже­ ния козырьков и неприспособленность щита к работе

в пластах с вынимаемой мощностью менее 2,5 м. В кре­ пях Щ-54 и Щ-54Н (рис. 1,е, ж) указанные недостатки

были устранены. Эти крепи предназначались для выемки пластов мощностью от 1,8 .и и были оборудованы гид­ равлическими домкратами, обеспечивающими усилие на козырьке при его выдвижке в 7,0 т против 3,0 т в щи­ тах Щ-52.

До проектирования крепи Щ-54 гидравлическая выдвижка козырьков была предварительно испытана на

переоборудованном для этой цели щите Щ-50м. Прове­ денные на этом же щите испытания гидравлической си­ стемы передвижки оснований не дали положительных результатов, так как передние поддерживающие стойки, за которые были укреплены штоки гидродомкратов, не

обеспечивали надежной опоры для передвижки.

Отличие крепи Щ-54Н от Щ-54 заключалось в том, что конструкторы Лаптевского завода, опасаясь случаев зажатия козырьков между обрушенными породами и

7

корпусом щита, помимо увеличения тягового усилия,

убрали во внутрь корпуса щита хвостовую часть, ко­ зырька.

Промышленные испытания этого щита на шахте № 22 треста Щекинуголь в лаве длиной 25 м. показали, что сконструированный механизм выдвижки козырьков ока­ зался неработоспособным; кроме того, значительно воз­

росли усилия на передвижку всего щита.

Крепь Щ-54Н работала в лаве № 63 с октября 1956 г. по октябрь 1957 г., был отработан столб длиной 120 м и

добыто 7359 т угля. Из-за сильного загромождения ра­ бочего пространства переоборудованными механизмами выдвижки козырьков и частых порывов тяговых кана­ тов и постелей эксплуатация этого щита была прек­ ращена.

Крепь Щ-54 была изготовлена в двух экземплярах, каждый на длину лавы 50 м. Первый из них поступил на шахту № 12 треста Щекинуголь и был смонтирован

в лаве № 113—115. Горногеологические условия в лаве были тяжелые: наблюдались прорывы плывунов в рабо­ чее пространство, поэтому за время работы щита с 5 сентября по 30 декабря 1955 г. было добыто только

685 т.

Щит демонтировали и передали на шахту № 4 треста Калининуголь, где он был пущен в эксплуатацию в кон­ це сентября 1956 г. На этой шахте со щитом до мая 1958 г. отработали два столба общей длиной 400 м и

добыли 78,4 тыс. т угля при достижении максимальной

производительности труда рабочего по участку 7,9 т на выход.

Второй экземпляр крепи Щ-54 ввели в эксплуатацию на шахте № 12, где за период с марта 1956 г. по июль 1957 г. им было добыто 72,7 тыс. т угля.

В крепи Щ-54 выдвижка козырьков гидродомкра­ тами осуществлялась более надежно и быстрее, чем в щитах Щ-52.

Хронометражные наблюдения показали, что среднее время на выдвижку одного козырька в Щ-54 составило 11 мин., а в щитах типа Щ-52 оно колебалось от 17 до 48 мин. и более (на выдвижку отдельных зажатых

козырьков иногда затрачивалось до 8 час.). Замеренное усилие на выдвижку козырьков достигало 6,35 т.

Передвижка всего щита Щ-54 осуществлялась обыч­

8