§ 2. Основные конструктивные типы механизированных крепей и их классификация

Все механизированные крепи по основным функциональным критериям и их взаимодействию с боковыми породами можно раз­делить на оградительные, поддерживающие и оградительно-под­держивающие. В оградительно-поддерживающих крепях воз­можно преобладание поддерживающей части (тогда эти крепи на­зываются поддерживающе-оградительными) или, наоборот, огра­дительной (оградительно-поддерживающие крепи). Соотношение этих функций можно установить величиной проекции поддержи­вающих и оградительных элементов на плоскость почвы пласта.

Оградительные крепи (рис. 22.2, а) имеют одну основную функ­цию — ограждение рабочего пространства лавы от проникнове­ния в него обрушенных пород кровли. Эти крепи не имеют эле­ментов для поддержания кровли (L_n = 0). Конструктивно она наиболее просты и наименее металлоемки, но имеют ограничен­ную область применения. Они не исключают проникновения в ра-

-288

бочее пространство пород кровли, обрушающихся по линии за­боя пласта. В СССР применяется только один тип оградительной крепи — КТУ (на шахтах Кузбасса в 12—15 лавах) при слоевой выемке мощных (6—15 м) пологих пластов для отработки нижнего слоя мощностью 2,4—2,7 м.

Секция оградительной крепи КТУ состоит из основания 1, гидродомкрата 2 для передвижения крепи и конвейера, двух стоек 3 и ограждающего щитового перекрытия 4.

Поддерживающие крепи (рис. 22.2, б) выполняют две основные функции: управление горным давлением и поддержание кровли в рабочем пространстве лавы. Секции крепи этого типа имеют ос­нование / (или другие опорные элементы), от двух до шести ги­дравлических стоек 2, один или два гидродомкрата передвиже­ния 3, верхнее перекрытие 4 (L_n значительно по величине) и огра­дительный элемент, выполненный в виде вертикально располо­женного щитка 5 (L_or = 0).

Основное преимущество поддерживающих крепей заключается в том, что они сохраняют устойчивость пород кровли над рабочим пространством и обеспечивают управление горным давлением спо­собом полного обрушения за поддерживающей частью крепи. Поддерживающие крепи получили широкое применение на пла­стах мощностью менее 1,8 м («Донбасс», МК97, М103, М87УМ И др.).

Оградительно-поддерживающие крепи (рис. 22.2, в) выполняют все три функции: управление горным давлением, поддержание кровли в рабочем пространстве и ограждение его от проникно­вения обрушающихся пород кровли. Оградительный элемент 224

преобладает над поддерживающим (L_or > L_n). Крепи этого типа" (ОКП и др.) получили широкое распространение в нашей стране и применяются при разработке пологих пластов мощностью 1,8— 3,5 м (ОКП) с легкообрушающимися породами кровли.

Секция оградительно-поддерживающей крепи состоит из ос­нования 1, четырехзвенника 2, щитового перекрытия 3 (огради­тельный элемент), козырька 4 (поддерживающий элемент), одной наклонной гидростойки 5 и гидродомкрата передвижения 6. Основным преимуществом крепей этого типа является небольшая ширина полосы поддерживаемых пород кровли в призабойном пространстве (L_n), что уменьшает нагрузку на крепь, позво­ляет увеличить ширину секции крепи и улучшить ее устойчивость. Недостатком является сравнительно малое рабочее пространство, что затрудняет размещение оборудования, перемещение людей и проветривание лавы.

Поддерживающе-оградительные крепи (рис. 22.2, г) выполняют те же функции, что и оградительно-поддерживающие, но под­держивающий элемент у них преобладает над оградительным (L_B > L_or). Крепи этого типа (1МКМ, МК75, КМ 130 и др.) при­меняются при разработке пологих пластов мощностью 1,4—3,2 м как с легко обрушающимися, так и устойчивыми породами кровли.

Секция крепи 1МКМ, например, состоит из основания 1, че­тырехзвенника 2, щитового перекрытия 3 (ограждающий эле­мент), верхнего перекрытия 4 (поддерживающий элемент), двух гидростоек 5 и гидродомкрата передвижения 6.

Основным преимуществом поддерживающе-оградительных кре> пей перед оградительно-поддерживающими является большее рабочее пространство, позволяющее более удобно расположить оборудование и обеспечить свободный проход для людей.

По характеру взаимодействия крепи с породами кровли разли­чают крепи! теряющие контакте кровлей при передвижке секций (применяются при устойчивой кровле); передвигаемые без потери контакта с кровлей (с некоторым остаточным подпором, необходимым при неустойчивой кровле); с р е г у л и -р у е м ы м сопротивлением, позволяющим управлять горным давлением и отжимом угля.

По структурной схеме различают крепи комплектные и агре­гатные.

Комплектная крепь — это совокупность двух или трех секций, соединенных между собой кинематическими связями и гидродомкратами передвижки. Комплекты не связаны друг с другом и с конвейером. К комплектным относятся, например, крепи МК97, МК98, 1МКС.

Комплект крепи МК97 (рис. 22.3) состоит из двух двухстоеч-ных секций 1 а 2, связанных между собой гидродомкратом пере­движения 3 двойного действия. Домкрат расположен у кровли пласта. Он осуществляет последовательное передвижение секций по принципу шагания с отталкиванием их одна от другой. Перед передвижением секции / распор с нее снимается и опоры 4 под-

8 Яцких в. г. и др. 225

нимаются вверх. При этом сек­ция 1 повисает на соседней сек­ции 2, которая неподвижно рас­перта между кровлей и почвой пласта. Далее секция 1 пере­мещается к забою гидродомкра­том и распирается между почвой и кровлей пласта в новом поло­жении. Аналогично осуществ­ляется затем передвижение сек­ции 2.

К преимуществам комплект­ ной крепи следует отнести: воз­ можность преодоления неболь­ ших геологических нарушений (сбросы, неровности почвы, из­ менчивая гипсометрия залега­ ния пласта и т. п.); возможность изменять шаг передвижки кре­ пи, так'как крепь не связана с конвейером; свободное перемещение рабочих по почве пласта, которая не загромождена гидродом­ кратами передвижения, основаниями секций и т. п.; большая маневренность. .

Недостатком комплектной крепи является сложность автомати­зации ее работы.

Агрегатная крепь — это механизированная крепь, секции которой имеют кинематические связи друг с другом по всей длине лавы, обеспечивающие взаимодействие секций при их передвижении. Агрегатные крепи получили наибольшее приме­нение. К ним относятся крепи «Донбасс», КМ87УМ, ШКМ, ОКП и др. Работа этих крепей может быть автоматизирована.

По технологическим критериям механизированные крепи молено классифицировать:

а) по способу перемещения всей крепи комплекса — фронталь­ ное сразу по всему фронту забоя (непрерывное или цикличное) и фланговое (волновое перемещение с фланга);

б) по последовательности передвижения секций — последова­ тельное (одна за другой) и линейно-шахматное через одну, что позволяет ускорить почти вдвое время на передвижку секций и благодаря этому увеличить скорость выемки угля комбайном;

в) по способу перемещения секций — скользящее по почве пласта (наиболее распространенный способ), на гусеничном ходу (опытные конструкции), шагающий (крепь МК97 и др.).