книги из ГПНТБ / Попов В.Л. Новая механизированная крепь

2. СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА УГОЛЬНОГО ПЛАСТА

По своей конструкции и принятому способу выемки угля крепь «Мосбасс» не позволяет производить раз­

дельную выемку пласта. Поэтому применение этой кре­ пи в пластах, имеющих породные прослойки мощностью выше 0,2 м, нецелесообразно.

По этим же причинам нельзя применять такую крепь

при выемке пластов с окисленными и рыхлыми углями

3. УСТОЙЧИВОСТЬ БОКОВЫХ ПОРОД

Опыт работы крепей «Мосбасс» показывает, что при­ менение их при неустойчивых породах кровли и почвы в лавах нерационально и небезопасно. При наличии не­ устойчивых пород в непосредственной кровле происхо­ дят частые прорывы песка и песчаных глин в рабочее пространство лавы, особенно при выдвижке перекры­

тий. Для предотвращения подобных явлений при не­ устойчивой кровле необходимо оставлять верхнюю пре­ дохранительную пачку угля мощностью до 0,6—0,8 м.

что приводит к высоким потерям угля.

При неустойчивой почве происходит значительное вдавливание в почву гидравлических стоек и даже по­ стелей щита, что затрудняет как выдвижку секций, так

иоснований.

4.ГИПСОМЕТРИЯ ПОДОШВЫ ПЛАСТА

Наличие больших уклонов и подъемов подошвы пла­ ста по длине лавы на небольшом расстоянии (5—10 м) и глубоких мульд с утлом падения свыше 8—10° часто нарушает нормальную работу крепи, приводит к под-=

рывке боковых пород и авариям со щитом. Поэтому при

уклонах подошвы пласта вдоль лавы свыше 8° и муль­

дах в столбе с углом падения свыше 12° применять щи­ товые крепи не следует.

5. ОБВОДНЕННОСТЬ ЛАВ

Наблюдения за работой лав с механизированными щитовыми крепями показывают, что обводненность

90

кровли часто вызывает прорывы напорных вод с выно­ сом большого количества песка в рабочее пространство. Последующее восстановление лав ведет к значительным

затратам средств и времени.

Обводненность пород сильно размягчает почву и сни­ жает допустимое удельное давление на эти породы Поэтому в сильно обводненных лавах, где не были про­ ведены предварительно осушительные работы, примене­ ние щитовых крепей нерационально.

На основании обследования фактического состояния всех действующих шахт Подмосковного бассейна с оста­ точным сроком службы свыше 5 лет установлено, что область целесообразного применения механизированных

крепей типа «Мосбасс» рассмотренных конструкций на-, ходится в пределах 30—40% от общего числа лав в бас-,

сейне.

Расширение области применения крепей «Мосбасс»

может быть обеспечено возможностью работы при не-,

устойчивых кровлях, раздельной выемки породных про-, слойков, тщательным осушением участков и возможно-;

стью работы в пластах с малой мощностью.

§16. ПУТИ ДАЛЬНЕЙШЕГО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ КРЕПИ «МОСБАСС»

Результаты промышленных испытаний механизиро- 1 ванных крепей «Мосбасс» и опытной их эксплуатации показали, что конструкция крепи является достаточно

■простой и вполне работоспособной, обеспечивающей комплексную механизацию большинства процессов про­ изводственного цикла в очистном забое с высокими

технико-экономическими показателями, позволяет поч­ ти полностью отказаться от применения крепежного леса на очистных работах, совершенно исключает'

возможность завала лав и улучшает условия труда рабочих.

Однако эта крепь имеет еще ряд существенных недо­

статков, над устранением которых необходимо много работать.

Основными недостатками крепи «Мосбасс» всех мо­ дификаций и мерами по их устранению являются сле­ дующие:

91

а) Потеря контакта с кровлей при выдвижке козырьков

Этот недостаток является принципиальным и может

быть устранен только изменением самой схемы взаимо­

действия крепи с породами кровли. Перспективными

должны явиться такие крепи, которые предусматривают перемещение верхних элементов крепей без отрыва от пород кровли с некоторым остаточным подпором.

б) Трудоемкость ручных работ по навалке угля

Наличие в схеме крепи «Мосбасс» между грудью за­ боя и конвейером опорных стоек, а также отсутствие достаточных размеров дороги для прохода корпуса су­ ществующих конструкций выемочных комбайнов за­

трудняет механизацию этого процесса. Поэтому основ­

ным методом устранения этого недостатка должно явиться изменение принципиальной схемы крепи, что

осуществляется в новых крепях типа М-81, А-3, Щ-57,

Щ-58, ОМК, АК-

Частным решением этого вопроса может явиться при­ менение новых узкозахватных комбайнов типа КУ-57. МДУ-1, требующих небольшого изменения схемы крепи.

в) Незащищенность межсекционных зазоров

Наличие межсекционных зазоров, изменяющих свою величину в зависимости от гипсометрии почвы пласта от нуля до 300—400 мм, затрудняет применение крепей при слабых неустойчивых породах кровли, требует оставления недопустимо большой защитной пачки угля в кровле, вызывает засорение добываемого угля и при­

водит к травматизму рабочих падающими кусками по­ роды.

Наиболее приемлемой защитой явится применение специальных подвижных перекрытий, закрывающих под действием силы пружин образующийся межсекци­

вертикального их положения путем шарнирного соеди пения каждого перекрытия со своим основанием и

92

иметь относительно малые постоянные зазоры незави симо от изменения гипсометрии почвы пласта.

^Ограниченность области применения по мощности пластов

Крепь «Мосбасс» имеет один типоразмер по мощно­ сти пластов от 1,8 до 2,5 м. Считая допустимым в от­ дельных случаях разрабатывать участки пластов с под­ диркой почвы или оставлением в кровле пачки угля толщиной до 0,2 м, при средней величине колебания мощности пласта в ±0,4 м крепи этого типоразмера возможно применить на пластах со средними вынима­ емыми мощностями от 2,0 до 2,4 м. Следовательно, воз­

никает вопрос о гамме типоразмеров крепей данного типа. Разработанные ПНИУИ типоразмеры крепей

«Мосбасс» со стойкой двухстороннего действия преду­ сматривают изготовление их с пределами конструктив­

труда. Естественно, возникает необходимость в механи­

зации этого процесса. Имеется ряд. предложений, осно­ ванных на использовании на сопряжениях несколько

видоизмененных секций крепи «Мосбасс», однако эти предложения встречают ряд возражений, основными из которых являются:

1) не устраняется необходимость в ручной установ­

ке деревянных вандрутов на штреках и их извлечения при подходе штрековых секций;

2) требуется частая поддирка кровли штреков или подрывка почвы.

е) Большая трудоемкость работ по укорачиванию конвейера на сборном штреке

Для устранения этого недостатка наиболее логич­ ным следует предположить применение специального

93

перегружателя, по типу применяемого в выемочном аг­ регате А-3.

ж) Большой расход масла для питания гидросистемы

Основной мерой борьбы с утечками дефицитного

минерального масла в гидросистеме должно явиться, как улучшение качества уплотнений, так и снижение числа соединений.

Другой мерой борьбы может явиться замена масла эмульсиями или водой с добавкой антикоррозийных

присадок. Однако неизученными на сегодняшний день

вопросами при этом являются:

1)устойчивость уплотнений в связи со снижением вязкости рабочей жидкости;

2)устойчивость металлических изделий против кор­

розии.

Для решения этих вопросов необходимо провести

соответствующие эксперименты.

з) Значительная металлоемкость конструкции

Вес щита на один погонный метр длины очистного забоя достигает 3 т, однако и при такой металлоемко­

сти имеют место случаи недостаточной прочности про­

дольных соединений оснований. Следовательно, необхо­ димо стремиться к улучшению схемы связей оснований друг с другом, что можно осуществить путем увеличе­ ния гибкости щита в горизонтальной плоскости. В кон­ струкции крепи «Мосбасс-2» имелась почти полная

жесткость оснований, что часто приводило к порывам тяг; в крепи «Мосбасс-3» увеличенные зазоры между соединениями в шарнирах позволяли постелям иметь стрелу прогиба в горизонтальной плоскости до 2 м, что резко снизило случаи порыва тяг.

Очевидно, создание еще большей свободы соедине­ ний позволит совершенно исключить эти случаи и даже снизить прочность тяг и соответственно их вес.

Следует также попытаться сконструировать отдель­ ные части щита с применением железобетона. Возмож­ но также применить пластмассы для изготовления ряда узлов, включая гидравлику. Наконец, возможно приме-

04

нить деревянные элементы для менее нагруженных ча­ стей перекрытий или оснований.

Отдельные недостатки крепи «Мосбасс» устранены в ряде новых конструкций механизированных крепей, которые либо уже испытывались в производственных условиях, либо находятся в стадии изготовления.

В 1958 г. на шахте №20 треста Щекинуголь прово­ дились испытания механизированной крепи Гипроуглемаша М-81, позволяющей механизировать выемку угля при помощи узкозахватного выемочного комбайна Кроме того, она обеспечивает оставление пустых пород, получаемых при селективной выемке пластов, имеющих прослойки значительной мощности, в выработанном про­ странстве.

На шахте № 41 треста Красноармейскуголь прове­ дены испытания комплексного крепильно-выемочного

агрегата Гипроуглемаша А-3, показавшие принципиаль­ ную возможность полной механизации процессов очист­

ной выемки без присутствия обслуживающего персонала

врабочем пространстве.

Внастоящее время в стадии изготовления находятся

механизированные комплексы Щ-57, Щ-58 конструкции

ПЫИУИ, ОМК Сталиногорского филиала Гипроугле­

маша, АК Лаптевского завода, предусматривающие со­ четание механизированной крепи с выемочным ком­

байном.

Задачами ближайшего будущего являются:

1)максимальная энерговооруженность выемочных механизмов в щитовых лавах за счет применения рацио­ нальных способов выемки и использования сил горного давления;

2)снижение металлоемкости крепей за счет более рациональной компоновки, правильного определения

действующих нагрузок и применения более прочных ме­

таллов или заменителей;

3)снижение стоимости изготовления механизирован­ ных крепей;

4)снижение трудоемкости монтажных и демонтаж­

ных работ путем применения более рациональных си­ стем разработки и их параметров и создания средств

малой механизации; 5) расширение области применения путем создания

крепей, имеющих возможность работать при неустойчи-

45