Лекция №11 (от 19.10.12)

Тема «Способы управления основной кровлей в очистном забое.Управление кровлей полным обрушением.

Совокупность физических действий по ограждению призабойного пространства от вредного влияния выработанного пространства называют управлением кровлей.

Идея управления кровлей состоит в том, чтобы предпринять действия для предотвращения неуправляемого обрушения всех или значительной части слоев пород кровли пласта путем: а) оставления опорных целиков из угля; б) возведения искусственных сооружений, заменяющих целики угля. В лавах Донбасса исключительное распространение получил второй вариант управления кровлей. Для его реализации используют несколько способов:

1. полная закладка – полное замещение вынутого пласта закладочным материалом (рис.1а);

2. частичная закладка – замещение части вынутого пласта полосами закладочного материала (рис.1б);

3. полное обрушение – замещение вынутого пласта разрыхленными принудительно обрушенными слоями пород, непосредственно примыкающих к пласту (рис.1в);

4. плавное опускание – замещение целиков угля податливыми (сжимающимися) искусственными сооружениями (кострами), когда породы кровли способны изгибаться не разрушаясь (рис.1г).

При втором и третьем способах в лаве используют специальную посадочную (обрезную) крепь из стоек повышенной несущей способности: 1) деревянных, установленных в сплошной одинарный и двойной ряд («органная крепь»); 2) металлических тумб (ОКУ или «Спутник»). Металлические тумбы передвигают вслед за очистным забоем лавы через определенное расстояние: а) ОКУ – вручную; б) «Спутник» - механизировано за счет кинематической связи со скребковым конвейером. Расстояние, на которое передвигают посадочную крепь, называют шагом посадки кровли. Механизированная крепь выполняет одновременно и роль призабойной, и роль посадочной крепи.

Рис. 1 - Способы управления кровлей в очистном забое: а – полная закладка; б – частичная закладка; в – полное обрушение; г – плавное опускание; элементы призабойной крепи: 1 – верхняк; 2 – стойки призабойные; 3 – стойки специальные.

При ведении очистных работ нарушается природное равновесие сил в массиве. Породы в выработанном пространстве, потерявшие опору на угольный пласт, деформируются и разрушаются. Для предотвращения значительных деформаций и обрушений пород в рабочем пространстве очистного забоя проводят различные мероприятия по регулированию проявлений горного давления – крепление рабочего пространства очистного забоя и управление давлением пород кровли за его пределами.

Правильный выбор способа управления кровлей – позволяет предотвратить обрушение пород кровли в призабойном пространстве

Устойчивость призабойного пространства во многом определяется поведением пород основной кровли в выработанном пространстве очистного забоя

Это характеризуется обрушаемостью пород основной кровли.

О порой пород в выработанном пространстве может служить искусственное сооружение или обрушенные породы непосредственной кровли, которые при обрушении увеличиваются в объеме и могут полностью «подбутить» породы основной кровли (рис. 2).

Способ создания естественной опоры для основной кровли в выработанном пространстве называется способом управления кровлей полным обрушением. Если такие опоры из дробленой породы создаются путем искусственного их размещения, то такой способ управления кровлей называется полной или частичной закладкой выработанного пространства.

Условием подбучивания пород основной кровли (1)

где h_н – мощность пород непосредственной кровли, м; – мощность вынимаемого угольного пласта, м; k_p – коэффициент разрыхления, равный отношению объема обрушенной породы к ее объему в массиве(1,15-1,2).

Если мощность обрушающихся пород непосредственной кровли равна или больше 6-кратной мощности пласта, то происходит полное подбучивание основной кровли.

Более качественной опорой из породы есть полная закладка привезенной породой, или частичная закладка из породы, получаемой из бутовых штреков.