книги из ГПНТБ / Гидрофицированная крепь очистных выработок

Поэтому возникла необходимость разработки параметрического и ти­ поразмерных рядов механизированных крепей, наиболее полно отве­ чающих требованиям условий их эксплуатации.

Параметрический ряд есть совокупность числовых значений глав­ ного параметра, подчиненная определенному закону и построенная на основе ряда предпочтительных чисел (ГОСТ 8032—56).

Главным параметром механизированной крепи принята ее мини­ мальная конструктивная высота, так как она определяет важней­ ший эксплуатационный фактор — применимость крепи по мини­ мальной мощности пласта. Минимальной конструктивной высотой определяется величина раздвижности, а следовательно, и макси­ мальная конструктивная высота крепи. От минимальной конструк­ тивной высоты зависят рабочее сопротивление и начальный распор крепи, поскольку эти параметры устанавливаются в зависимости от мощности пласта, которая связана с конструктивной высотой крепи.

Значения главного параметра являются основой типоразмеров механизированной крепи. Совокупность типоразмеров крепи, по­ строенная на основе параметрического ряда, образует типоразмер­

и развитой нами применительно к современным гидрофицированным крепям с одинарной и двойной гидравлической раздвижностью.

При расчете параметрического и типоразмерных рядов необходимо учитывать, что величина опускания кровли в лавах на пологих пластах в 1,5—2,0 раза больше, чем на крутых пластах. Колебание средней мощности крутых пластов значительно больше, чем поло­ гих 19].

Учитывая эти важные обстоятельства, необходимо параметры типоразмерных рядов механизированных крепей для пологих и на­ клонных пластов определять раздельно от крутых пластов на основе общего параметрического ряда.

Аналогичным образом раздельно следует вести расчет рядов типо­ размеров механизированных крепей поддерживающего и огради- тельно-поддерживающего типов в связи с принципиальным разли­ чием их конструктивных схем.

В настоящей работе производится разработка параметрических рядов и типоразмеров механизированных крепей поддерживающего

типа.

Для расчета рядов типоразмеров величины опускания кровли необходимо принимать: при определении наименьшей высоты кре­ пи — на максимальном расстоянии от забоя до оси заднего ряда стоек, при определении наибольшей высоты крепи — на минималь­ ном расстоянии от забоя до оси переднего ряда стоек, поскольку эти положения рядов стоек являются крайними по ширине приза­ бойного пространства соответственно до и после передвижки сек­ ции крепи.

Анализ существующих механизированных крепей показал, что расстояние от забоя до оси переднего ряда стоек в крепях для поло­

от забоя составляют: до оси переднего ряда стоек 0,8—1,3 м, до заднего ряда 3,0—3,7 м.

Величины опускания кровли h на различных расстояниях от забоя для условий Донецкого бассейна могут быть определены по

где Н — мощность пласта, мм;

I — ширина призабойного пространства, м.

Для условий Кузнецкого угольного бассейна С. Т. Кузнецовым [55] установлено, что величина опускания кровли, приходящаяся на каждый метр ширины призабойного пространства, может быть

Анализ данных инструментальных измерений, проведенных раз­ личными организациями и исследователями в 259 лавах основных угольных бассейнов при применении металлической индивидуаль­ ной и механизированной крепи, показал, что величины опускания кровли на расстоянии 4 м от забоя составляли в 64% лав — до 15%, а в 86% лав — до 20% вынимаемой мощности пластов, т. е. подчи­ нялись зависимости h = 0,05 Hl, мм.

При применении механизированных крепей поддерживающего типа на шахтах Донецкого, Карагандинского и Кузнецкого бассей­ нов в девяти из пятнадцати лав величины опускания кровли на мак­ симальных расстояниях от забоя (2,8—4,5 м) составляли 2,5— 15%, а в шести лавах составляли 15—21% вынимаемой мощности пластов.

На основе вышеизложенного для расчета параметрического и типоразмерных рядов механизированных крепей можно принять

Подавляющее количество очистных забоев на пологих пластах мощностью до 1,0 м (более 90%) находятся в Донецком бассейне, причем за последние годы удельный вес очистных забоев в этом бас­ сейне на пологих пластах до 1,0 м несколько увеличился. В связи с этим для пологих пластов мощностью до 1,0 м целесообразно при­ нять величины опускания кровли, характерные для условий Донец­ кого бассейна: h = 0,04 Hl, мм.

Колебания средней мощности пологих пластов в условиях Донец­

Исходя из приведенных данных, для охвата большинства очист­ ных забоев необходимо обеспечение типоразмерным рядом механи­

В Кузнецком и Подмосковном бассейнах во многих лавах в кровле и почве оставляются пачки угля, поэтому фактические ко­ лебания вынимаемой мощности пологих пластов в большинстве очистных забоев также будут удовлетворять принятым пределам изменения средней мощности этих пластов.

Обеспечение типоразмерами допускаемого колебания средней мощности крутых пластов до 2 м можно считать достаточным в пре­ делах ±17 —20%, а свыше 2 м — в пределах ±10—15%.

Высоту свободного прохода для людей необходимо принять не менее 400 мм, а запас раздвижности крепи для разгрузки ее

от давления — от 30 до 50 мм на пластах мощностью 0,5—2,0 м и 50 мм на пластах мощностью свыше 2 м [56, 57].

Опыт эксплуатации механизированных крепей показывает, что наиболее совершенным способом осуществления их раздвижки является гидравлический. Механическая раздвижность, обеспечи­ ваемая с помощью винтов, насадок и других средств, требует зна­ чительных затрат труда рабочих, вызывает большие затруднения

На пластах мощностью свыше 2,3—2,5 м винтовая раздвижность крепей трудно осуществима из-за значительной высоты призабой­ ного пространства. Поэтому в механизированных крепях следует предусматривать только гидравлическую раздвижность двойную или одинарную в зависимости от мощности пластов угля.

Рис. 05. Схема расположения крепи в лаве при максимальной (а) и минимальной (б) ширине

призабойного пространства

Сучетом существующего опыта конструирования отечественных

изарубежных механизированных крепей для расчета типоразмерных рядов можно принять следующие коэффициенты гидравлической раздвижности (т. е. отношение максимальной конструктивной вы­ соты к минимальной) в зависимости от мощности пластов: двойной —

1,80—1,95, одинарной — 1,60.

Определим минимальную конструктивную высоту крепи М тіп, при которой возможно создание крепи с одинарной гидравлической раздвижностью. Создание такой крепи может быть осуществлено при условии, что верхний предел средней мощности обслуживае­

где 77min и 77тах — соответственно минимальная и максимальная вынимаемые мощности обслуживаемых пластов, мм;

A/min и M max — соответственно минимальная и максимальная конструктивные высоты крепи, мм;

h3 — величина опускания кровли на максимальном расстоянии 13 от забоя, мм;

hn — то же, на минимальном расстоянии Іп от забоя, мм;

Ѳ= 50 мм — запас на разгрузку крепи от давле­ ния, мм.

Но

где г — колебания средней мощности пластов, %;

где ] = 1,6 — коэффициент раздвижности крепи. Для пологих пластов:

Ап = 0,05Яср>в( і + ^ - ) , мм;

Подставляя соответствующее значение вышеприведенных вели­ чин в уравнения ѴІ-1 и ѴІ-2, получим:

Я,с р . H Л/’шіп + Ѳ

( - т я г ) ( 1 — 0 ,0 5 Z3)

Af,min

H CV. в

( 1 + 1 7 ю ) ( 1 -0 ,0 5 + )

Приравнивая правые части полученных уравнений и подставляя числовые значения показателей, будем иметь

М тіп= 1100 мм.

Минимальная мощность обслуживаемых пластов будет равна

Afmin=1250 мм.

в этом случае минимальная мощность обслуживаемых пластов будет равна

Следовательно, создание механизированной крепи поддержива­ ющего типа с одинарной гидравлической раздвижностью возможно

5. Верхний предел средней мощности обслуживаемых пластов

мм.

1 + шУ

6. Верхний предел средней мощности пластов, обслуживаемых предыдущим типоразмером # ср „ (п) должен быть равен нижнему пре­ делу средней мощности пластов, обслуживаемых последующим типоразмером, Нср. н(п+1):

7 7 с р. В (Л) = Н с р . II (Л + 1)'

7. Минимальная вынимаемая мощность пласта для каждого

Для пологих пластов (до 25°) Гипроуглемашем, ИГД им. А. А. Скочинского и другими институтами разработан ГОСТ 15852—70 на

Пр и м е ч а н и я :

1.В скобках указано среднее значение сопротивления поддерживающей части крепи для условий Подмосковного бассейна и им подобных; сопроти­ вление крепи в тс/м для этих условий стандартом не регламентируется.

2- По требованию потребителя допускается изготовление типоразмеров

3. По ГОСТ рекомендуется выбирать шаг передвижки крепей из ряда: 0,4; 0,5; 0,63; 0,8 и 1,0 м.

в действие с 1 января 1971 г. Типоразмеры и основные параметры механизированных крепей, предусмотренные указанным ГОСТом, приведены в табл. 28.

Сопротивление крепи в тс/м2 определяется как отношение сопро­ тивления секции крепи к поддерживаемой ею площади кровли. Поддерживаемая секцией площадь кровли — произведение расстоя­ ния между осями соседних секций крепи вдоль лавы на ширину поддерживаемой полосы кровли, принимаемой для крепей, имеющих возможность в исходном положении передвигаться на величину за­ хвата выемочной машины, без учета обнажаемой полосы кровли, а для крепей, не имеющих такой возможности, с учетом вновь обна­ жаемой полосы кровли.

Сопротивление крепи в тс/м принимается равным отношению со­ противления последнего от забоя ряда стоек секции крепи или по­ следних двух рядов (при расстоянии между ними не более 0,5 м) к расстоянию между осями соседних секций крепи.

ГОСТ 15852—70 не распространяется на крепи, предназначенные для работы в пластах, в непосредственной кровле которых залегают мощные слои труднообрушающейся породы, или в пластах, основная кровля которых может быть обнажена на значительной площади.

КОНСТРУКЦИИ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КРЕПЕЙ

§ 1. КОНСТРУКЦИИ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КРЕПЕЙ ДЛЯ ПОЛОГИХ ПЛАСТОВ

Крепь М-101Т поддерживающего типа, агрегатная, предназна­ чена для применения в очистных забоях на пластах мощностью 0,55— 0,80 м с углами падения до 25° при кровлях I и II классов по клас­ сификации б.ВУГИ и управлении горным давлением способом пол­ ного обрушения.

Крепь М-101Т состоит из четырехстоечных секций. Секция крепи (рис. 66) включает две передних гидростойки 1 и две задних гидро­ стойки 2, жестко-гибкие перекрытие 3 и основание 4. Гидравличе­ ские стойки имеют двойную гидравлическую раздвижность и при­ нудительное опускание выдвижных частей с помощью гидравлики.

Передвижение забойного конвейера производится посредством гидродомкратов 5, расположенных на каждой второй секции крепи, а передвижение секций крепи — с помощью гидродомкратов, рас­

Секции крепи попарно соединены между собой механизмом на­ правленного передвижения и могут располагаться в лаве линейно или в шахматном порядке и передвигаться непосредственно за ком­ байном последовательно или через одну соответственно на 800 и 1600 км. Опытные образцы крепи испытаны в шахтных условиях. Результаты испытаний положительные.

Крепь «Донбасс» поддерживающего типа, агрегатная, предна­ значена для применения в очистных забоях на пластах мощностью 0,7—1,2 м с углами падения до 25° при кровлях I и II классов по классификации б. ВУГИ и управлении горным давлением способом полного обрушения.

Крепь «Донбасс» состоит из отдельных шестистоечных секций кострового типа, с двумя гидродомкратами передвижения, шарнирно соединенными с конвейером.

Секция крепи состоит из двух элементов: призабойного и поса­ дочного, соединенных между собой по кровле общим шарнирным