книги из ГПНТБ / Гидрофицированная крепь очистных выработок

а при стойках СГС-3 и СГС-2 в 1,5—2,0 раза по сравнению с деревян­ ными стойками.

При металлических верхняках средние нагрузки на гидравличе­ ские стойки по ширине призабойного пространства были почти по­ стоянны, а на стойки трения — возрастали с увеличением расстоя­ ния до забоя.

За счет смятия деревянных верхняков нагрузки на гидравличе­ ские стойки ГС-1, СГТ-1А и «Даути» на расстояниях 0,9 и 1,8 м от забоя были меньше, чем на расстояниях 2,7 и 3,6 м, на 19—46%. Следовательно, применение деревянных верхняков снижает началь.

в 1-й западной лаве

ную сопротивляемость призабойной крепи, состоящей из гидравличе­ ских стоек.

Как при металлических, так и при деревянных верхняках гидра­ влические стойки в зависимости от расстояния до забоя развивают большее сопротивление по сравнению со стойками трения нараста­ ющего сопротивления (в 1,5—3,0 раза) и деревянными (в 1,5— 5,0 раз).

Несмотря на такую большую разницу в сопротивлении стоек, величины опускания кровли при применении гидравлических стоек по сравнению со стойками трения нарастающего сопротивления и де­ ревянными, как отмечалось выше, уменьшаются не более чем на 12-47% .

Анализ величин опускания кровли и вычисленных по измеренным нагрузкам на стойки показателей удельной сопротивляемости приза­ бойной крепи при максимальной ширине призабойного пространства в 11 лавах (табл. 3) показывает, что при увеличении удельной сопро-

тельнаяПоэтому гидравлические стойки допускают меньшее опус­ кание кровли, чем стойки трения нарастающего сопротивления и деревянные.

Исследования, проведенные различными научно-исследователь­ скими организациями, и опыт эксплуатации металлической индиви­ дуальной крепи показывают, что стойки постоянного сопротивления по сравнению со стойками нарастающего сопротивления и деревян­ ными обеспечивают увеличенные начальное сопротивление, жесткость крепи и работу по торможению опускания кровли. За счет положи­ тельного влияния этих факторов при стойках постоянного сопроти­ вления улучшаются условия поддержания боковых пород, умень­ шается величина опускания кровли в лавах в среднем на 20—25%.

В связи с этим при применении стоек постоянного сопротивле­ ния обеспечивается уменьшение плотности при забойной крепи на 20-25% .

При применении гидравлических стоек условия для снижения плотности призабойной кровли более благоприятны, чем при приме­ нении стоек трения постоянного сопротивления, так как гидравличе­ ские стойки имеют более стабильную рабочую характеристику.

Возможность уменьшения плотности призабойной крепи при гид­ равлических стойках по сравнению со стойками трения нараста­ ющего сопротивления подтверждается опытом эксплуатации этих стоек.

В аналогичных горно-геологических условиях фактическая плот­ ность призабойной крепи на шахтах Донбасса в 61 лаве со стойками ГС в среднем была на 21% меньше, чем в 69 лавах со стойками тре­ ния СДТ нарастающего сопротивления (табл. 4).

Минимальная плотность призабойной крепи при гидравлических стойках и стойках трения была одинакова и составляла 1 стойку/м2. Снизить плотность призабойной крепи менее 1 стойки/м2 не удалось.

Экспериментальными работами в Кузнецком и Карагандинском бассейнах также доказана возможность уменьшения плотности призабойной крепи на 20% при гидравлических стойках СГС-3 и СГС-2 [7].

Несмотря на то, что гидравлические стойки и стойки трения постоянного сопротивления имеют однотипные рабочие характери­ стики, характер взаимодействия стоек с боковыми породами и их

эксплуатационные показатели неодинаковы, что объясняется различ­ ными качествами характеристик и параметров стоек.

Прежде всего необходимо отметить, что гидравлические стойки устанавливаются с более высоким начальным распором, чем стойки трения. Распор гидравлических стоек осуществляется значительно быстрее и легче, чем стоек трения. Как показывают лабораторные испытания, с увеличением начального распора стоек уменьшается их

гидравлических стойках за счет более быстрой и легкой их установки и извлечения меньше, чем стоек трения.

Недостатком гидравлических стоек является малая раздвижность, обусловленная их конструктивными особенностями, что ограничи­ вает область применения этих стоек в условиях значительного изме­ нения мощности пластов. В этих условиях стойки трения имеют более широкую область применения, чем гидравлические.

Из вышеизложенного следует, что наличие значительных преиму­ ществ гидравлических стоек по сравнению со стойками трения обеспе­ чивает улучшение условий поддержания боковых пород в призабой­ ном пространстве лав, поэтому технически целесообразно всемерное расширение применения гидравлических стоек в соответствующих

§ 5. ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ И ТИПОРАЗМЕРНЫЙ РЯДЫ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СТОЕК

Расширение области и объемов внедрения гидравлических стоек связано с созданием различных конструкций этих стоек, соответству­ ющих разнообразию горно-геологических условий. При решении этих задач важное значение имеет установление рациональных типов и моделей стоек, их основных технических и конструктивных пара­ метров, унификация узлов и деталей стоек при изготовлении.

Для этой цели были разработаны параметрические и типоразмер­ ные ряды призабойных металлических стоек, в том числе и гидравли­ ческих [8].

Ниже приводятся основные положения параметрического и типо­ размерного рядов гидрав­ лических призабойных стоек.

Параметрический ряд представляет собой сово­ купность числовых значе­ ний главного параметра стоек, построенных из предпочтительных чисел в соответствии с ГОСТ 8032—56 на нормальные линейные размеры.

Главный параметр дол­ жен быть общим для всех

моделей стоек и отражать их главные конструктивные и эксплуа­ тационные особенности. К числу наиболее важных параметров отно­ сятся: высота стоек в сдвинутом и раздвинутом положениях, рабочее сопротивление, вес стоек.

Высота стойки в раздвинутом положении определяется ее мини­ мальной высотой и величиной раздвижности. Рабочее сопротивление стоек выбирается в зависимости от обслуживаемой мощности пласта и, следовательно, является функцией высотных размеров.

Вес стоек также зависит от их высоты и характера исполнения. Минимальная конструктивная высота стоек определяет проходи­ мость крепи по мощности пласта, возможности освобождения стоек от горного давления в последнем ряду от забоя, наиболее полно характери­ зует каждую стойку, и поэтому принята в качестве главного параметра. Рациональный параметрический ряд гидравлических стоек дол­

жен удовлетворять следующим требованиям:

а) обеспечить возможность применения стоек при разработке пла­ стов мощностью от 0,6 до 3,0—3,5 м; для пластов меньшей мощности гидравлические стойки не предусматриваются из-за трудности созда­ ния конструкций и отсутствия опыта применения стоек в этих условиях; б) обеспечить перекрытие соседних типоразмеров по пределам

применения на величину колебаний средней мощности пластов;

в) увязке по пределам применения с комбайнами. Следовательно, параметрическим рядом стоек должен быть ряд

предпочтительных чисел, наиболее полно удовлетворяющий выше­ указанным требованиям.

С целью выбора такого ряда предпочтительных чисел были опре­ делены минимальная и максимальная конструктивные высоты стоек при металлических верхняках, пределы применения стоек по мощ­ ности пласта и допустимые колебания средней мощности пластов.

Минимальная конструктивная высота стойки (рис. 24)

hB м — толщина верхняка, мм;

Ѳ— запас раздвижности на разгрузку стойки от горного давления, мм.

Максимальная конструктивная высота стойки определяется из

Податливость стоек определялась по формуле В. Т. Давидянца [9]

где Ітах ~ 4м — максимальная ширина призабойного пространства. Толщина верхняка принималась: при мощности пласта до 0,7— 40 мм, при мощности от 0,7 до 1,0 м — 60 мм, при мощности от 1,0

до 2,0 м — 80 мм и для более мощных пластов — 100 мм.

Запас раздвижности на разгрузку стойки от давления соответ­ ственно тем же диапазонам мощности пластов принят равным 30, 40 и 50 мм.

Абсолютные значения перекрытий А определялись как разность между верхним пределом применения предыдущего типоразмера Н тах (гі) и нижним пределом последующего типоразмера Нтіп (п + 1), а относительные величины колебаний средней мощности пластов

*Анализ выполненных расчетов показал, что наиболее приемлемым

вкачестве параметрического ряда стоек является ряд предпочтитель­

ных чисел R a 4 (ГОСТ 8032—56) через три интервала, состоящий из 10 членов и обеспечивающий с применением насадок наибольшее допустимое колебание средней мощности пластов между соседними типоразмерами (до ±10%).

Параметрический ряд и основные параметры гидравлических при­ забойных стоек с замкнутой гидросистемой и внешним питанием установлены ГОСТ 10639—66 [10].

В этом ГОСТе высоты в раздвинутом положении приняты исходя из предельно достижимых раздвижностей на основе опыта конструи­

ВЕРХНЯКИ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ КРЕПИ

§ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Верхняк является элементом, передающим усилие рабочего сопро­ тивления стоек (стойки) породам кровли.

Основное назначение верхняка — более равномерно и на большую поверхность передать усилие рабочего сопротивления стоек (стойки) индивидуальной крепи, а также предохранить закрепленное рабочее пространство от вывалов кусков пород кровли.

Основные известные типы верхняков индивидуальной крепи можно разделить на жесткие и податливые (рессорные).

Жесткие верхняки имеют сплошную металлическую (или из дру­ гих материалов, например стеклопластика) балку, упругий прогиб которой относительно невелик по сравнению с наблюдаемыми неров­ ностями пород кровли.

Податливые верхняки обладают относительно незначитель­

К податливым верхнякам следует отнести все виды деревянных верхняков и специальные типы рессорных верхняков (металлических или стеклопластиковых).

Жесткие верхняки в свою очередь делятся на:

металлические переклады, не имеющие устройств для какой-либо связи друг с другом;

шарнирные верхняки, имеющие по концам устройства для обеспе­ чения шарнирной связи верхняков друг с другом. Кроме этого шар­ нирные верхняки снабжены клиновидным замковым устройством, позволяющим закреплять верхняк в шарнире другого верхняка кон­ сольно, с созданием при этом усилия начального распора на конце навешиваемого консольно верхняка.