книги из ГПНТБ / Давидянц В.Т. Исследования проявлений горного давления в очистных забоях при новых видах крепей

В. Т. ДАВИДЯНЦ, Г. Л. КОЗЕЛВВ

ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЯВЛЕНИЙ

ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ

В ОЧИСТНЫХ ЗАБОЯХ ПРИ НОВЫХ ВИДАХ КРЕПЕЙ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛИТЕРАТУРЫ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ

Москва —1960

ВВЕДЕНИЕ

Настоящая книга является продолжением книги «Измере­

ния проявлений горного давления на шахтах Донецкого бас­ сейна» изданной в 1952 г. В отличие от первой книги, где про­ явления горного давления рассматривались ,в лавах, закреплен­ ных металлическими стойками, в настоящей работе проявления горного давления рассматриваются при работе новых видов

переносных и механизированных крепей (ОК-150, ОКУ, МОК, ГК, МПК, гидравлические стойки ГС и металлические верхня-

ки). Исследования по каждому виду крепи выделены в отдель­ ную главу.

В работе обобщены и проанализированы результаты иссле­ дований, проведенных Донецким научно-исследовательским угольным институтом (ДонУГИ) за период 1952—1957 гг. вклю­ чительно. Исследования проявлений горного давления охваты­ вают 24 лавы на 15 шахтах при выемке врубовыми машинаеии, комбайном «Донбасс» и узкозахватным комбайном ДУ.

Наиболее обширные исследования были проведены в лавах

с механизированной крепью МПК как с жесткими, так и с гид­ равлическими секциями. Исследования, проведенные в лавах шахты № 3-бис треста Чистяковантрацит, позволили впервые выявить особенности в проявлениях горного давления при ра­ боте призабойных стоек с характеристикой постоянного сопро­ тивления.

Вопросы техники и методики измерений освещены в соот­ ветствующих главах и только в тех случаях, если представ­ ляют что-либо новое по сравнению с описанными в первой книге.

Заключительная глава содержит систематизированные дан­

3

Глава I

ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЯВЛЕНИЙ ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ

ПРИ КРЕПЛЕНИИ ПОСАДОЧНЫМИ СТОЙКАМИ ОК-150 И ОКУ

§ 1. Исследования на шахте им. Октябрьской революции треста Шахтантрацит

Посадочные стойки типа ОК-150 впервые были испытаны в лаве № 443 шахты им. Октябрьской революции треста Шахтан­

трацит на пласте антрацита к£ Грушевском.

Пласт рабочей мощностью 0,65—0,90 м, угол падения пласта 12—13°. Над пластом залегает слой слабого глинистого сланца

мощностью 0,05—0,08 м., обрушающийся вслед за выемкой угля. Непосредственной и основной кровлей является толща песчани­ ка мощностью 15—16 м, выше залегает песчанистый сланец

мощностью 5 м, чередующийся с глинистым сланцем. В непо­ средственной почве залегает слабый углисто-глинистый сланец мощностью от 0,12 до 0,23 м, склонный к пучению; основная почва представлена песчаником мощностью до 25 м.

Длина лавы 120 м, глубина работ 425 м. Управление кровлей

в лаве — полное обрушение. До применения посадочных стоек ОК-150 обрушение кровли производили на металлические кост­ ры; последние устанавливали вдоль забоя (35 костров). Пере­ носку костров производили за каждым циклом. Призабойную крепь применяли в виде рам из двух деревянных стоек, уста­ навливавшихся под распил длиной 2,1 м. Расстояние между рамами по падению 0,8 л.

При применении посадочных стоек ОК-150 призабойная крепь оставалась без изменений. Посадочные стойки устанавли­ вали группами по три стойки с промежутками (рис. 1). Шири­ на призабойного пространства доходила до 5,4 м. Плотность

б

Подрубку угля производили врубовой машиной тяжелого

типа КМП-1 с полезной глубиной вруба 1,45 м, доставку по

лаве — скребковым конвейером типа СКТ; после подрубки

уголь разрыхляли 'взрывчатыми материалами.

Работа в лаве была организована по графику один цикл в

сутки; выемку угля производили в две смены, третья смена

Рис. 1. Паспорт крепления лавы № 443 на шахте им. Октябрьской революции

была ремонтная. В ремонтную смену производили подрубку угля, переноску конвейера на новую дорогу, передвижку по­ садочных стоек и посадку кровли.

Испытания посадочных стоек проводили с 24 декабря 1952 г.

по 20 февраля 1953 г. За это время было сделано 48,3 цикла,

подвигание лавы составило 76 м.

При испытаниях проводили измерения проявлений горного давления. Измерения нагрузок на посадочные стойки произ­ водили при помощи шариковых динамометров и крешерных втулок, измерения сдвижений боковых пород — телескопиче­ скими и индикаторными штангами. Схема установки динамо­ метров и крешерных втулок приведена на рис. 2.

Измерения нагрузок производили в основном в средней ча­

сти лавы и в отдельные периоды — в нижней и верхней частях.

Наблюдениями было установлено, что толща песчаника не­

6

посредственной и основной кровли состоит из нескольких слоев, обрушающихся последовательно один за другим при различных

<площадях обнажений. Нижняя пачка песчаника мощностью

0,6—0,8 м обрушалась за каждым врубом, а иногда через два-

три вруба; в средней части лавы нижняя пачка песчаника об­

откаточным и под вентиляционным штреками бутовых полос

риодически, через 25—30 циклов. Обычно при обрушении этих слоев давление на целик

угля и да крепь в призабойном пространстве несколько возра­

стало, но полома стоек не наблюдалось, так как происходило их

вдавливание в почву.

Наибольшие давления на целик угля и на крепь в призабой­ ном пространстве наблюдались за один-два дня до очередной осадки основной толщи (песчаника, иногда в призабойном про­ странстве образовывались заколы. При образовании заколов

и оседании основного массива песчаника в слабую почву вдав­ ливались не только призабойные, но и посадочные стойки.

При вдавливании посадочных стоек удельное давление не превышало 42,5 кг/см2, при этом отдельные стойки были вдав­ лены на величину до 300 мм; вдавливание призабойных стоек

доходило до 40 мм.

Результаты измерений опускания кровли в период проведе­

7

Скорость опускания кровли в призабойном пространстве не превышала 1,7 мм!час.

Опускание кровли у посадочных стоек за время выемки одного цикла колебалось от 28 до 62 мм, при этом податливость стоек составляла 22—64 мм.

При передвижении посадочных стоек на новую дорогу и выбивке призабойной крепи интенсивность движения кровли почти не возрастала.

Замерами было установлено, что на протяжении всего перио­ да испытаний ни одна посадочная стойка не воспринимала на­ грузку, равную расчетной (150 т); максимальная нагрузка не превышала 86 г, а в отдельных случаях составляла лишь 19 т.

Результаты замеров конечных нагрузок на посадочные стой­ ки приведены в табл. 2.

Таблица 2

Проведенными испытаниями установлено, что посадочные стойки обеспечивали нормальное осуществление процесса уп­ равления кровлей полным обрушением.

За период испытаний в лаве произошло несколько периоди­ ческих осадок основной толщи песчаника с резким изменением скорости опускания кровли и увеличением нагрузок на крепь, при этом деформаций стоек или обрушения пород в призабой­ ном пространстве, которые привели бы к нарушению режима

работы лавы, не было.

При относительно небольших нагрузках на посадочные стой­ ки разгрузка их не представляла трудностей; горизонтальный клин выбивался двумя-тремя ударами молота весом до 4 кг. При нагрузках более 75—80 т разгрузка стоек осложнялась, и

8