книги из ГПНТБ / Технология добычи и обогащения углей в Печорском бассейне [коллектив. моногр

21 тыс. т, в том числе шахтами комбината Воркутауголь 16 тыс. т и шахтами комбината Интауголь 5 тыс. т.

Основным поставщиком этих материалов для шахт приведен­ ных комбинатов является Воркутинский цементный завод. На шахтах Воркуты цемент доставляется автоцементовозами (среднее расстояние 22 км) и частично в крытых вагонах грузоподъемно-

только в крытых железнодорожных вагонах.

Разгрузка на шахтах пылевидных материалов из вагонов про­ изводится повсеместно вручную и является одной из наиболее трудоемких и вредных операций. Работы по складированию пыле­ видных материалов выполняются силами рабочих склада, лесо­ материалов, участка ВШТ, а иногда и подземных участков. Спе­ циального штата, как правило, нет. Применяющиеся на шахтах технологические схемы переработки пылевидных материалов так­ же многообразны. Это обусловлено причинами, аналогичными и для сыпучих материалов. При обследовании выявлено 12 техноло­ гических схем, отражающих условия всех шахт бассейна. Разде­ ление технологических схем переработки пылевидных материалов по тем же отличительным признакам, что и схем переработки сы-21

П р и м е ч а н и е . В числителе приведены данные при доставке цемента на шахты автоцементовозами

пучих материалов, позволило свести все существующие в бассейне способы переработки пылевидных материалов в структурную схе­ му, приведенную на рис. 76.

Технологическая последовательность операций прослеживается направлением стрелок. Трудоемкость технологических схем пере­ работки пылевидных материалов приведена в табл. 37.

Бесскладской способ нашел широкое применение на шахтах комбината Воркутауголь. При этом способе поставляемые пыле­ видные материалы разгружаются непосредственно в шахтные ва­ гонетки с последующим спуском их в шахту.

Наиболее эффективной схемой этого способа является схема, предусматривающая централизованную поставку цемента на шах­ ты в автоцементовозах с разгрузкой непосредственно в шахтные вагонетки. Высокая эффективность схемы обусловлена отсутст­ вием тяжелого ручного труда и минимальным числом операций. Складские схемы в основном нашли применение на шахтах комби­ ната Интауголь. Эти схемы, как видно из структурной схемы и табл. 37, трудоемки и являются наименее эффективными.

Комбинированные схемы характерны тем, что предусматривают поставку пылевидных материалов на шахты как в автоцементово­ зах, так и в железнодорожных вагонах, причем разгрузка произ­ водится как на склад, так и непосредственно в шахтные вагонетки. Наиболее эффективной из схем этой группы является схема, пре­ дусматривающая поставку цемента и инертной пыли в автоцемен­ товозах с разгрузкойих или непосредственно в шахтные ваго­ нетки, или в склад силосного типа.

Такие схемы предусматривают наименьшую трудоемкость, пол­

ского бассейна. Приведенный анализ с составлением структурных схем и таблиц пооперационной трудоемкости обладает наглядно­ стью, дает количественную оценку совершенства различных тех­ нологических схем и является основой для разработки рекоменда­ ций по их совершенствованию.

§ 8. И С С Л Е Д О В А Н И Е Р А Б О Т Ы К Р Е П И М Е Х А Н И З И Р О В А Н Н О Г О К О М П Л Е К С А К М К - 9 7 И Р Е К О М Е Н Д А Ц И И П О Е Е С О В Е Р Ш Е Н С Т В О В А Н И Ю

Исследования крепи МК-97 проводились в лаве № 841-С пла­ ста h на шахте «Аяч-Яга» комбината Воркутауголь.

Вынимаемая мощность пласта изменялась от 1,12 до 1,22 м и в среднем составляла 1,2 м. Залегание пласта — спокойное, угол падения 9—11°. Шахтное поле отрабатывалось длинными столбами по простиранию обратным ходом.

Над пластом залегал перемятый аргиллит с прослойками угля, являющийся ложной кровлей мощностью 0,25—0,40 м. Прочность его при одноосном сжатии изменялась от 150 до 270 кгс/см2. В не­

12* 179

посредственной кровле залегали аргиллиты, алевролиты и песча­ ники общей мощностью 4—5 м, разделенные угольными линзами. Прочность непосредственной кровли на сжатие составляла 400— 980 кге/см2.

Основная кровля мощностью 8—14 м состояла из слоев алев­ ролита и песчаника прочностью на сжатие от 850 до 1300 кгс/см2.

В почве пласта залегал углистый тонкослоистый аргиллит — «черепика», склонный к пучению и потере несущей способности при увлажнении. Мощность слоя «черепики» колебалась от 0,25 до 0,40 м, ниже залегал алевролит или аргиллит средней крепости. Несущая способность почвы изменялась в пределах 15—35 кгс/см2.

Для предупреждения обрушения ложной кровли в забое лавы оставлялась верхняя защитная пачка угля мощностью 0,15—

0,20 м.

Исследование крепи проводилось от выхода комплекса из мон­ тажной камеры до 60 м подвигания лавы, а затем с 220 м подвигания до 265 м. Во время исследований оборудовано шесть замер­ ных станций, оснащенных самопишущими манометрами конструк­ ции ПечорНИИПроекта, расположенных в различных участках ла­ вы. Кроме того, в течение всего периода работы крепи осуществля­ лись замеры нагрузок на гидростойки секций с помощью маномет­ ра на различных комплектах, а также производились визуальные наблюдения с необходимыми зарисовками, за состоянием кровли и устойчивостью крепи.

На 18-м цикле произошла первая посадка кровли. При этом обрушалась только непосредственная кровля мощностью до 4 м. За это время приборами зафиксировано увеличение нагрузки на отдельные стойки крепи до 35 тс и выше по сравнению с 20—25 тс на предыдущих циклах. Установлено, что нагрузка на комплект крепи не носила определенного характера и постоянно перераспре­ делялась как между всеми четырьмя стойками в комплекте, так и между комплектами.

Нагрузки на крепь до и после обрушения кровли в среднем составляли 25—27 тс, что соответствовало 62—63% ее несущей способности. За время технологического цикла просадка штоков гидростоек была незначительной (3—4 мм). Возрастание нагрузок на крепь от 30 до 35 тс зафиксировано при передвижке соседних комплектов и во время приближения и прохода выемочной маши­ ны около комплекта, на котором производились замеры.

При отходе от монтажной камеры на 35 м произошло первич­ ное обрушение основной кровли. В дальнейшем циклы посадок основной кровли происходили через 20— 22 м очередного подви­ гания лавы. При всех посадках основной кровли в лаве наблюда­ лись наибольшие проявления горного давления. Нагрузки на крепь достигали предельной несущей способности стоек, а в отдельных случаях происходило срабатывание предохранительного клапана.

В периоды обрушения основной кровли на отдельных участках лавы защитная угольная пачка, ложная и непосредственная кров­

180

ли уходили сразу же за подвиганием комбайна, подхватить ее кон­ солями крепи не удавалось, даже установка временной деревянной крепи в районе изгиба конвейера не давала положительных резуль­ татов, так как возникала необходимость в выкладке костров над секциями крепи. Просадки стоек увеличились до 20—25 мм, про-

Рис. 77. Изменение нагрузок на стойки крепи:

а — секция № 73: б — секция № 22; в — секция № 17

исходили «коржение», вывалы кровли и усиленный отжим угля. Комплекты крепи теряли устойчивость, гидростойки секций откло­ нялись от нормали к перекрытию на различные углы —от 15 до 45й. При больших отклонениях гидростоек крепи от вертикальной оси происходили частые поломки стаканов и втулок гидрозамков.

Второй цикл измерений заключался в определении нагрузок на отдельные стойки комплектов крепи, расположенных на разных

181

участках по длине лавы и шага посадки основной кровли. Распре­ деление нагрузок на стойки крепи в зависимости от их располо­ жения по лаве и подвигания забоя приведены на рис. 77.

Как показали измерения, увеличение нагрузок от 30 до 38 тс отмечено на стойках секций, расположенных ближе к середине лавы. Необходимо отметить, что средние и максимальные нагруз­ ки на стойки распределены таким образом, что наибольшая часть

Рис. 78. Зависимость относительной площади вывалов кровли от скорости подвигания лавы

(0,25—0,35) средних нагрузок составила около 20—30 тс, а макси­ мальных — 30—40 тс.

Зависимость состояния кровли, которое характеризуется отно­ шением площади вывалов кровли к общей подрубленной площади, от скорости подвигания лавы приведена на рис. 78.

щадь; цп — скорость подвигания лавы за неделю при корреляци­ онном отношении г], равном 0,9.

По всей длине лавы состояние кровли зависело не только от исправности гидравлики крепи и скорости подвигания забоя, но и от таких факторов, как расположение комплектов крепи, кон­ такта перекрытий с кровлей и наличия увеличенных опор стоек крепи.

В процессе эксплуатации крепи установлено прогрессирующее нарушение направленности передвижения комплектов. Сползание комплектов крепи по падению пласта составляло 50—60 мм за пе­ редвижку. Все это снижало эксплуатационные качества крепи и требовало постоянного наблюдения за положением комплектов.

Наблюдениями за направленностью движения комплектов кре­

182

пи МК-97 установлено, что с каждой передвижкой возникает ша­ говая ошибка, которая выражена тремя величинами:

ки; 0 — шаговая ошибка, равная 3—4°.

Нарастание от шага к шагу углового и вертикального откло­ нений было неодинаковым, поскольку первое увеличивалось ли­ нейно, а второе — в квадратичной зависимости. Факторами, за­ ставляющими разворачиваться и смещаться комплект крепи вниз по падвнию пласта, являлись зазоры в подпружиненной раме, пе­ рекосы рессорных связей и упругие деформации консольно распо­ ложенного штока гидродомкрата передвижения секций.

Кроме того, при исследовании работы крепи проводились на­ блюдения за надежностью защиты рабочего пространства от обру­ шенных пород над перекрытиями секций и со стороны выработан­ ного пространства.

Установлено, что между консолями перекрытий крепи в рабо­ чее пространство проникало до 0,6 м3 породы на один комплект

лены и испытаны отдельные конструктивные проработки, рассчи­ танные на улучшение работы крепи МК-97. Все эти совершенство­ вания крепи показаны на рис. 79.

В целях уменьшения удельного давления на почву и избежа­ ния больших заглублений опор стоек крепи необходимо увеличи­ вать площади опор стоек в два раза. Для устранения проникнове­ ния породы под крепь изготовлены защитные перекрытия и ограж­ дения. Защитные перекрытия увеличили коэффициент затяжки кровли на 35—40%, а защитные ограждения снизили поступление породы под крепь в 4—5 раз.

Для ликвидации сползания крепи вниз по падению и обеспе­ чения направленности передвижения комплектов проведены испы­ тания экспериментальной системы направленности передвижения

крепи МК-97.

В целях ликвидации поломок стоек крепи, стаканов и гидро­ замков разработана система удержания стоек крепи в плоскости, перпендикулярной перекрытию секций. Эта система успешно про­

шла промышленные испытания.

Исследованиями крепи МК-97, проведенными в лаве 841-С, установлено, что основные параметры крепи соответствовали про­ явлениям горного давления пласта А, несущая способность крепи и величина первоначального распора соответствовали условиям ис-

183

185

Для резца с узкой передней и широкой задней гранями:

ЛД sin у 4- Л > п cos у + (N6.„4- N6.n) цб + Np.ncos 0n cos 4 cos у 4 -'

186