книги из ГПНТБ / Гидрофицированная крепь очистных выработок
..pdfПривод лавокомплекта осуществляется от насосной станции СНУ1МК и двух гидромагистралей (напорной и сливной), составлен ных из рукавов 3 высокого давления.
Крепь может применяться в комплексе с узкозахватными комбай
нами МК-67, |
Ш-101, 2К-52, БК-52 и др., работающими как с рамы |
||||||||
конвейера, так и в лоб уступа |
с захватом до 0,8 м. |
|
|
|
|||||
|
|
В качестве призабойной крепи |
|||||||
|
|
используются |
существующие |
се |
|||||
|
|
рийные |
гидравлические |
стойки |
|||||
|
|
ГС (ГСЛ и ГСТ) или ГСУ |
и шар |
||||||
|
|
нирные верхняки типа В-20. |
|
||||||
|
|
На рис. 14 |
приведена |
гидрав |
|||||
|
|
лическая схема секциикрепи«Спут |
|||||||
|
|
ник». |
|
|
рабочими |
опера |
|||
|
|
Управление |
|||||||
|
|
циями |
стойки |
и домкрата пере |
|||||
|
|
движения |
осуществляется |
с |
по |
||||
|
|
мощью пятипозиционного |
шести |
||||||
Рис. 14. Гидросхема секции крепи «Спут |
канального |
плоского |
кранового |
||||||
распределителя ЭРА с ручным пе |
|||||||||
|
ник» : |
||||||||
1 — стойка; |
2 — гидродомкрат |
реключением. |
позиции |
распреде |
|||||
|
|
В первой |
|||||||
|
|
лителя происходит передвижение |
конвейера на шаг 0,8 м; вторая позиция соответствует операции раз грузки и осадки стойки. Переключение распределителя в третью по зицию обеспечивает подачу давления в штоковую полость гидродом крата, в результате чего происходит передвижка стойки; в четвертой позиции осуществляется раздвижка и начальный распор стойки.
Для поддержания заданного постоянного сопротивления крепи используется предохранительный клапан обратного действия типа ЭКП, отрегулированный на рабочее давление 255 кгс/см2, которое соответствует грузоподъемности стойки 80 тс (диаметр цилиндра 200 мм).
Гидрозамок представлен обратно-разгрузочным клапаном ЭКОР с гидравлическим управлением.
Посадочные стойки в крепи «Спутник» устанавливаются по длине лавы попарно (расстояние между осями стоек в каждой паре равно 0,9 м). Расстояние между осями ближайших стоек соседних пар составляет 1,8 м. При этом расположении стоек сопротивление поса дочного ряда составляет 80 тс на 1 м лавы.
Передвижка конвейера осуществляется гидродомкратами пере движения за проходом комбайна на расстоянии от него не менее 15 м. При посадке кровли под защитой посадочных стоек извлекаются призабойные гидростойки и шарнирные верхняки, после чего раз гружаются и передвигаются посадочные стойки.
Применение посадочной крепи «Спутник» снижает трудоемкость работ на процессах передвижки конвейера и управления кровлей, так как отпадают такие операции, как установка упорных стоек гид родомкратов передвижника (ГП-1УМ), ручная передвижка посадоч ных стоек, уменьшается время разгрузки и установки посадочной стойки. Кроме того, обеспечивается безопасность работ посадчиков, так как операции разгрузки и передвижки стоек выполняются ди станционно с места расположения гидрораспределителя.
Посадочная крепь «Спутник» рассчитана на длину лавы от 120 до 180 м.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СТОЕК
Техническая характеристика отечественных гидравлических стоек приведена в табл. 1.
§4. ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СТОЕК
ВШАХТНЫХ УСЛОВИЯХ
Исследования работы гидравлических стоек в шахтных условиях проводились с целью изучения характера работы стоек и взаимодей ствия их с другими элементами крепи и боковыми породами, уточне ния и определения основных технических параметров стоек, сравне ния характера работы гидравлических стоек со стойками трения и деревянными стойками, выявления технико-экономической эффек тивности и области эффективного применения гидравлических стоек.
В шахтных условиях проводились исследования работы отече ственных гидравлических стоек ГС, СГС-3; СГС-2; СГТ-1А; ГСД; СЭГ, английских стоек фирмы Даути и других в сравнении с метал лическими стойками трения и деревянными стойками [5,7].
T a б л il и a 1
Техническая характеристика гидравлических стоек, изготовляемых в СССР
|
|
Высота |
|
стойки |
|
|
с минималь- |
|
|
|
ной |
|
насадкой, |
|
|
|
мм |
Типоразмер |
наименьшая |
наибольшая |
|
J |
|
я
5R
Ен (
за Увеличениесчет вЫнасаді С<и, ТО Ымм
Вес стойки, кг
««
с минимально насадкой |
с максимально насадкой |
|
Он |
Рабочее |
g |
|
давление |
|
жидкости, |
|
а |
|
кгс/см2 |
о |
|
|
с |
|
|
О |
|
|
04 |
|
« я |
« |
|
|
2 |
|
®ft |
Я |
|
№сз |
л |
|
ûa |
ft |
|
о н |
се |
|
ка |
Я |
|
евЯ |
ев |
ев |
ЯР- |
И |
Рн |
« S |
Стойки с внутренним питанием
|
п |
480 |
630 |
|
|
19.5 |
|
|
|
|
|
|
Г2 |
560 |
780 |
|
|
21.5 |
|
|
|
|
|
|
ГЗ |
670 |
950 |
— |
|
25,1 |
— |
15 |
20 |
400 |
— |
ГСУ |
Г4 |
800 |
1150 |
|
|
28,4 |
|
|
|
|
|
|
Г5 |
950 |
1370 |
|
|
32,0 |
|
|
|
|
|
|
Гб |
1120 |
1620 |
|
|
36,3 |
|
|
|
|
|
|
Г5 |
980 |
1360 |
|
|
44,7 |
55,2 |
|
|
|
|
|
Гб |
1150 |
1630 |
40; |
85 |
49,8 |
60,8 |
|
|
|
— |
TVIJ’ |
Г7 |
1350 |
1930 |
140; |
200 |
53,8 |
65.2 |
1 0 - 2 5 |
25 |
380 |
|
|
Г8 |
1630 |
2430 |
260 |
61,5 |
72,9 |
|
|
|
|
|
|
гд |
1900 |
2700 |
|
|
68,2 |
79,6 |
|
|
|
|
|
п о |
2240 |
3040 |
|
|
74,2 |
85.6 |
|
|
|
|
Стойки с внешним питанием
|
ГВ1 |
480 |
710 |
40; |
85; |
22 |
|
10,0 |
20 |
380 |
150 |
|
ГВ2 |
560 |
860 |
140 |
24 |
|
|
|
|
|
|
|
г в з |
670 |
1070 |
40; |
85 |
28 |
|
10 |
20 |
380 |
150 |
|
ГВ4 |
800 |
1280 |
40 |
|
33 |
— |
||||
|
|
|
|
|
|
||||||
ГВТ |
ГВ5 |
950 |
1550 |
40; |
85 |
38 |
|
|
|
|
|
|
ГВ6 |
1120 |
1870 |
40 |
|
44 |
|
|
|
|
|
|
ГВ7 |
1350 |
1930 |
40; |
85 |
42 |
— |
|
|
|
|
г в с |
ГВ8 |
1630 |
2370 |
48 |
|
10 |
25 |
380 |
150 |
||
ГВ9 |
1900 |
2700 |
140; |
200 |
54 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
ГВ10 |
2240 |
3040 |
260 |
60 |
|
|
|
|
|
|
«Спут- |
I |
460 |
750 |
|
|
318 |
|
|
|
|
|
II |
560 |
1050 |
|
|
345 |
— |
|
|
|
|
|
П И К » |
III |
700 |
1390 |
|
|
380 |
— |
47 |
80 |
255 |
150 |
|
IV |
950 |
1750 |
|
|
404 |
*-- |
|
|
|
|
При исследовании работы стоек использовались новые самопишу щие манометры, измерительные стойки СУ-П, механические динамо метры и другие приборы.
Краткая характеристика горно-геологических и горнотехнических
условий |
лав, в которых проводились исследования, приведена |
в табл. |
2. |
|
а |
Рис. 15. Величины и скорости опускания |
кровли в лаве |
№ 46 со стойками СГС-3 при выемке угля |
(а) и при по |
садке кровли (б): |
|
1 — работа комбайна; 2 — величина опускания кровли;
3 — скорость опускания кровли
Исследования работы стоек проводились в различных горно-гео логических и горнотехнических условиях Донецкого, Кузнецкого
иКарагандинского угольных бассейнов на пластах мощностью от 0,75 до 2,5 м с углами падения от 6 до 16° при узкозахватной и широ козахватной выемке угля, применении металлических и деревянных верхняков и специальной крепи в виде посадочных стоек, органки
икустов.
Замерами установлено, что начальный распор гидравлических стоек составляет: при металлических верхняках 2,6—13,8 тс, при
3 Заказ 249 |
33 |
Х арактеристика горно-геологических в которы х проводи
|
|
Пласт угля |
|
Боковые породы |
|
||
Шахта, |
Лава |
|
« а |
« |
кровля |
почва |
|
комбинат |
синонимика |
fi |
А |
||||
|
ГО► |
а |
(вверх |
(вниз |
ГО |
||
|
|
(название) |
s e |
ф |
от пласта) |
от пласта) |
ГО |
|
|
« |
|
||||
|
|
|
сСО |
го |
|
|
|
|
|
|
Ц |
Ч et |
|
|
S |
|
|
|
Э І |
о го |
|
|
|
|
|
|
h и |
|
|
Й |
|
|
|
|
« s |
|
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
№ 3-бис, |
5-я |
Кш |
0,95— |
15 |
Песчано |
Г линисты й |
110 |
|
150 |
||||||
Донецк- |
запад |
|
1,30 |
10 |
глинистый |
сланец |
|
уголь |
ная, |
|
|
|
сланец |
4 м |
|
|
16-я |
|
|
|
4,0 м, |
|
|
|
запад |
|
|
|
песчаник |
|
|
|
ная |
|
|
|
10 м |
|
|
«Красно- |
Верх |
т 3 |
0,75 |
12— |
Песчано |
Глинисты й |
120 |
полье |
няя |
|
|
16 |
глинистый |
сланец |
|
глубокое», |
запад |
|
|
|
сланец |
2 м |
|
Луганск- |
ная |
|
|
|
15 м, |
|
|
уголь |
|
|
|
|
песчаник |
|
|
|
|
|
|
|
5 м, |
|
|
|
|
|
|
|
глинистый |
|
|
|
|
|
|
|
сланец 3 м, |
|
|
|
|
|
|
|
известняк |
|
|
|
|
|
|
|
5 м |
|
|
«Ново- |
8-я |
Аі |
1,70 |
14 |
Глинистый |
Глинистый |
127 |
Бутовка», |
север- |
|
|
|
сланец |
сланец |
|
Донецк- ная-бис |
|
|
|
2 м, |
|
|
|
уголь |
|
|
|
|
песчаник |
|
|
«Ясинов- |
3-я |
І8 |
1,30 |
3 - 4 |
Песчани |
Углистый |
120 |
ская- |
запад |
|
|
|
стый |
сланец |
|
Глубокая», |
ная |
|
|
|
сланец 8 м, |
0,1—0,25 м, |
|
Донецк- |
|
|
|
|
песчаник |
песчани |
|
уголь |
|
|
|
|
4—5 м |
стый сланец |
|
чШолысаев- |
№ 46 |
Полысаев- |
2,25 |
6 |
Углистый |
Аргиллит |
85 |
ская 2», |
|
ский |
|
|
сланец |
15—20 м |
|
Кузбасс- |
|
|
|
|
0,3 м, |
|
|
уголь |
|
|
|
|
аргиллит |
|
|
|
|
|
|
|
25—30 м |
|
|
il горнотехнических условии лав. лпсь исследован ия
Выемочная |
|
|
Призабойная крепь |
||
машина |
|
|
О |
|
|
|
|
|
Р, |
|
|
|
|
|
я |
|
в |
|
03 |
|
о |
|
|
|
Е* |
|
a |
|
а> |
|
Л |
|
в |
|
о |
|
я |
|
в |
|
н |
|
X |
|
|
о |
|
тип |
со |
а |
в |
Т И П |
в |
|
Е- |
||||
л |
О |
а> |
|
О «ч |
|
|
« |
о ч |
|
|
|
|
В |
а> |
о и |
|
|
|
В |
и |
о л |
|
|
|
Си |
В |
о a |
|
О |
|
S |
о |
в е |
|
“ Л |
|
a s |
К |
о |
|
в в |
9 |
10 |
н |
12 |
13 |
14 |
Ком |
1,0 |
СКР-20 |
Полное |
Стойки ГС-3, |
1,0 |
байн |
|
|
обруше |
верхняки М45 |
|
ДУ-1 |
|
|
ние |
Стойки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СДТ-ІѴ, |
|
|
|
|
|
верхняки М45 |
|
Ком 1,8 КС-10 |
То же |
Стойки ГС-1 |
і,и |
||
байн |
|
|
|
в нижней |
|
«Киро |
|
|
|
половине |
|
вец» |
|
|
|
лавы, стойки |
|
|
|
|
|
СГТ-1А |
|
|
|
|
|
в верхней |
|
половине
лавы,
верхняки
деревянные
крепь |
|
Ширина |
|||
|
|
приза- |
|||
|
Я |
|
про- |
|
|
|
|
стран- |
|||
|
О |
ства, |
м |
||
|
Е- |
||||
|
О |
|
|
|
|
тип |
В |
|
|
|
|
н |
|
в |
|
« |
|
|
о |
|
1 |
||
|
g s |
' |
л |
Л |
|
|
к |
а к |
|||
|
|
|
|
о в |
|
|
О |
§ |
£ |
в в |
|
|
В л |
В |
то |
л л |
|
|
В К |
S £ |
S S |
||
15 |
іб |
17 |
18 |
||
ОКУ-04 |
0,91 |
2,7 |
4,7 |
ОКУ-0,2 0,5 2,0 3,8
Ком |
0,75 |
СП-63 |
» |
Стойки ГСД-3 |
1,4 |
ОКУ |
0,5 |
2,0 |
3,5 |
байн |
|
|
|
и деревянные. |
|
|
|
|
|
1К-52М |
|
|
|
Верхняки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
деревянные |
|
|
|
|
|
Ком |
1,0 |
СП-63 |
» |
Стойки СЭГ, |
1,1 |
ОКУ-0,4 |
0,9 |
2,3 |
3,3 |
байн |
|
|
|
верхняки |
|
|
|
|
|
ДУ-1 |
|
|
|
ВДУ-1 |
|
|
|
|
|
Ком 1,5 КСА-6 |
» |
Стойки СГС-3, 1,5 |
Стойки |
2,85 |
1.9 |
3.4 |
байн |
|
верхняки |
СГС-3 или |
|
|
|
ЛГД |
|
деревянные |
кусты |
|
|
|
|
|
|
из 8 стоек |
|
|
|
|
|
|
трешія |
3,2 |
2.9 |
4.4 |
|
|
|
и КСТ |
|
|
Пласт угля |
падения,угол градус |
Боковые породы |
||
Шахта, |
Лава |
синонимика |
вынимаемая ммощность, |
кровля |
почва |
|
комбинат |
|
|
|
(вверх |
(вниз |
|
|
|
(название) |
|
|
от пласта) |
от пласта) |
|
|
|
|
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
№ 22, |
1-я |
*12 |
2,55 |
8 -1 0 |
Глинистый |
Уголь |
Управление |
запад |
Верхняя |
|
|
и песчано |
|
угольной |
ная |
Марианна |
|
|
глинистый |
|
промыш |
|
(верхний |
|
|
сланец Юм, |
|
ленности |
|
слой) |
|
|
песчаник |
|
Каз. ССР |
|
|
|
|
14—18 м |
|
«Севрюгов- |
№ 18 |
т\ |
1,50 |
14 |
Глинистый |
Песчани |
ка», |
|
|
|
|
сланец |
стый |
Ростов- |
|
|
|
|
0,5—2,0 м |
сланец |
уголь |
|
|
|
|
или песча |
6 м |
|
|
|
|
|
нистый |
|
сланец 6 м, песчаник 1 м, песча нистый сланец 3 м, уголь 0,3 м, глинистый сланец
2 м
Длина млавы,
8
95
100
деревянных 2,5—10,0 тс, или соответственно 13—69 и 12—50% их
рабочего сопротивления.
В сопоставимых условиях при металлических верхняках началь ный распор стоек ГС-3 в среднем почти в 3 раза превышает начальный распор стоек трения, а при деревянных верхняках начальный распор гидравлических стоек во много раз больше, чем деревянных стоек.
При основных производственных процессах выемки угля и по садки кровли происходит наиболее интенсивное опускание кровли в лавах (рис. 15).
Влияние процессов выемки и посадки на опускание кровли стано вится заметным на расстоянии выемочной машины и места посадки до замерной станции от 8 до 20 мм в зависимости от структуры и физико-механических свойств боковых пород.
Максимальная скорость опускания кровли достигает при выемке угля 0,8—1,0 мм/мин, при посадке кровли 0,54—0,86 мм/мин, а при отсутствии этих процессов составляет 0,10—0,15 мм/мин, т. е.
Выемочная |
|
|
|
машина |
|
|
о |
|
« |
|
а |
|
|
о |
|
|
н |
|
а |
|
се |
|
X |
|
а |
|
к |
|
X |
О- |
|
тип |
« |
я |
|
|
О |
||
2 |
« |
О |
|
|
ѵо Ч |
||
|
s |
О |
О03 |
|
Œ |
о се |
|
|
а |
|
о о, |
|
s |
О |
Я Я |
|
а г |
К |
О |
9 |
10 |
и |
12 |
Ком |
1,4 |
СТР-30 |
Полное |
байн |
|
|
обруше |
«Укра |
|
|
ние |
ина» |
|
|
|
Врубо 13 СТР-30 То же вая
машина КМП-1
Призабойная крепь
|
X |
|
О |
|
о |
|
н |
|
о |
ТИП |
х |
|
н |
|
Ом |
|
§ s |
|
Нч н |
|
О |
|
ч се |
|
в в |
13 |
14 |
Стойки СГС-2, 1,4 верхняки деревянные
Стойки 1,11 «Даути» —
в верхней половине лавы, деревянные — в нижней половине лавы, верхняки деревянные
крепь
тип
15
Органка из стоек С ГС-2
МОК-4
|
Ширина |
||
|
приза- |
|
|
XО |
про- |
|
|
стран- |
|
||
О |
ства, м |
||
н |
|||
о |
|
|
|
X |
|
|
|
н |
В |
|
|
о |
13 |
||
§ s |
се |
||
«в |
в и |
||
Нчн |
В X |
О |
X |
о |
я ч |
X |
ч |
Ч се |
В се |
се се |
|
В В |
S g |
g g |
|
іб |
17 |
18 |
|
4,0 |
2 , 6 |
4,0 |
1,15 2,0 3,8
меньше, чем при выемке и посадке соответственно в 7—8 и 5—6 раз. Графики, построенные на основе инструментальных измерений нагрузок на стойки и величин и скоростей опускания кровли (рис. 16 и 17), характеризуют работу гидравлических стоек разных типов с металлическими и деревянными верхняками. При металлических верхняках гидравлические стойки устанавливаются с более высоким начальным распором по сравнению с деревянными верхняками. Наиболее интенсивное нагружение стоек происходит при выемке угля и посадке кровли, когда величина и скорость опускания кровли имеют максимальные значения. Скорость нагружения стоек при ме таллических верхняках больше, чем при деревянных. За счет смятия деревянных верхняков стойки почти весь период пребывания под нагрузкой работают в режиме нарастания рабочего сопротивления
и только к концу |
цикла набирают номинальную рабочую нагрузку. |
Лабораторные |
исследования работы гидравлических стоек с ме |
таллическими и |
деревянными верхняками также показали, что |
Рис. 16. Характер работы стойки ГС-3 |
с металлическим верхняком в 5-й западной |
||
' |
лаве: |
|
|
1 — работа комбайна; 2 |
— величина |
опускания |
кровли; з — скорость опуска |
ния |
кровли; 4 — нагрузка |
на стойку |
Рис. 17. Характер работы стойки СГС-2 с деревяным верхняком (тол щиной 150 мм) в 1-й западной лаве;
1 — величина |
опускания |
кровли; |
2 — нагрузка |
на стойку; |
з — по |
датливость стойки |
|
Рис. 18. Характер нагружения гидравлических стоек ГС-2 при различной величине начального распора:
-----при металлических верхняках;----------- |
при |
деревянных верхняках |
|
применение деревянных верхняков ухудшает характер работы гидрав лических стоек, так как увеличивается участок работы крепи в режиме нарастания сопротивления до постоянной рабочей величины [6]. Начальная податливость крепи в зависимости от начального распора (О—7 тс) стоек ГС-2 при металлическом верхняке составляет 5—11 мм, а при деревянном (толщиной 80 мм) — 31—54 мм (рис. 18). Следова тельно, при применении деревянных верхняков увеличивается на чальная податливость крепи в 5—6 раз, причем эта податливость с увеличением толщины верхняков возрастает. При деревянных верхняках уменьшается сопротивление крепи в начальный период ее работы после установки.
Рис. 19. Изменение величин опускания кровли и на грузок на стойки:
1 , 2 — опускание кровли при стойках ГС-3 соответ ственно в обычных условиях и при вторичной осадке основной кровли; з — опускание кровли при стой ках СДТ в обычных условиях; 4 ,5 — соответственно нагрузки на стойки ГС-3 и СДТ-ІѴ
В процессе шахтных испытаний установлено изменение величин опускания кровли и нагрузок на стойки гидравлические, трения
идеревянные в зависимости от расстояния до забоя.
Всопоставимых горно-геологических условиях средняя величина опускания кровли на максимальном расстоянии от забоя при гидра влических стойках ГС-3 была на 12% меньше, чем при стойках тре ния (рис. 19), а при стойках СГС-3, СГС-2 и «Даути» — на 17—47% меньше, чем при деревянных (рис. 20 и 21), за счет более высокого начального распора и рабочего сопротивления гидравлических стоек. Во время вторичной осадки величина опускания кровли в 5-й запад ной лаве при стойках ГС-3 увеличивалась в 2—2,4 раза по сравне нию с обычными условиями (см. рис. 19).
Скорость опускания кровли, так же как и величина опускания кровли, в лавах при применении гидравлических стоек меньше, чем при применении стоек нарастающего сопротивления. Так, средняя скорость опускания кровли уменьшилась при стойках ГС-3 по срав нению со стойками СДТ на 10%, при стойках «Даути» — на 15%,