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

В почве пласта плотные темные глины, ниже кото­ рых залегают мощные слои известняков.

Глубина залегания угольного пласта равна пример­ но 50 м.

Гипсометрия подошвы пласта — сравнительно спо­

койная, но по 43 северо-восточному штреку в 150—160 м от 14 юго-восточного штрека имеется «мульда», где угол падения пласта достигает 6Э.

При подходе к этой «мульде» со стороны оконтуровочной выработки имеется незначительное геологиче­ ское нарушение: размыв пласта со снижением по мощ­ ности до 2,6 м и с включением в почве пласта слоя песка мощностью до 0,5 м на протяжении 11 м вдоль 43 северо-восточного штрека. Обводненность участка — не­ значительная.

В целом горногеологические условия щитового уча­

стка следует считать благоприятными.

На шахту крепь поступила в январе 1957 г.; в фев­ рале начался монтаж ее и закончился 21 мая. Следует

отметить, что за этот период работы по сборке щита неоднократно прерывались из-за раскашивания мон­ тажной камеры, перевалов и перекреплений 41-го штрека.

состоявшая из семи человек. Руководил работами на­ чальник участка т. Сороткин В. Е. При спуске деталей щита бригада разделилась на два звена: четыре чело­ века находились в околоствольном дворе — принимали части щита, укладывали их на площадки и доставляли к месту монтажа. Трое человек находились на поверх­ ности и выполняли работы по подготовке и спуску де­ талей щита.

Вначале в шахту спускали детали трех секций, из них монтировали две и снова доставляли следующие две

(четвертую и пятую) секции. Таким образом, спуск сек­ ций и их монтаж чередовались.

Эксплуатация крепи «Мосбасс-1» была начата 21

мая и закончена 6 ноября 1957 г. За время испытаний был отработан столб длиной 301,5 м и добыто 29 934 т

угля.

Выемка угля осуществлялась взрывным способом; при помощи взрыва, грузилось 25—•30% угля. Доставка

по сборному штреку велась скребковым конвейером

КС-3 и двумя ленточными конвейерами РТУ-30.

Работы по выемке угля в лаве производились в две восьмичасовые смены с четырехчасовым перерывом для подготовки и ремонта. Первая добычная смена про­ должалась с 8 час. утра до 16 час. Затем с 16 до 20 час.

отводилось время для производства текущего ремонта механизмов. С 20 до 4 час. утра работала вторая добыч­ ная смена, а с 4 до 8 час. производились подготовитель­ ные операции.

Такая организация труда в основном выдержива­ лась в течение всего времени работы щита на этой шахте.

Бригада по добыче угля состояла из 8 навалоотбой­ щиков. Работали попарно на определенном участ: лавы: двум навалоотбойщикам приходилось передвигать

8 козырьков. Рабочие места навалоотбойщиков менялись еженедельно в определенном порядке. В норму рабочих, кроме уборки угля, входили операции по выдвижке ко­

зырьков с перестановкой стоек и бурение шпуров.

Основными неполадками при работе крепи, отнимав­

шими на их устранение до одной трети рабочего време­ ни, были выскакивания цапф штоков гидроприводов из

своих гнезд в каретках и соскакивание кареток с на­ правляющих оснований.

Выскакивание цапф являлось следствием неудачной

установки гидропривода и вызывалось заштыбовкой внутреннего пространства оснований углем, который по­ падал туда из-за неудовлетворительной конструкции защитных кожухов. При передвижке оснований на­ правляющие выдвигались более высокой своей частью из-под каретки и заставляли ее опускаться; если под штоком гидропривода находился штыб, он препятство­ вал его опусканию совместно с кареткой и цапфы выхо­ дили из своих гнезд. Для установки цапф на свое место

необходимо было вручную в неудобном месте расчи­ щать штыб и осаживать штоки. Позднее были изготов­

лены новые кожухи, при помощи которых снизился про­ цент выскакиваний цапф, но не устранили их полностью. Следствием выскакивания цапф гидроприводов явля­ лось также сползание кареток с направляющих в сторо­ ну выработанного пространства, ибо они теряли механи­

50

ческую связь с основанием, осуществляемую гидропри­ водом.

В последующих конструкциях крепей отмеченный не­ достаток был полностью устранен расположением оси гидропривода параллельно направляющим оснований (см. рис. 4).

Хронометражные наблюдения, проведен­ ные за работой щитовой лавы с 1 июня по 11 июля при выемке 29 циклов, показали, что затраченное среднее

время на один цикл составило 6 час. 23 мин., из них на основные операции — 3 час. 28 мин., на подготовитель­ ные —16 мин. и 2 час. 39 мин. — на непроизводитель­ ные простои, связанные главным образом с отсутствием

порожняка, авариями с доставочными механизмами и выскакиванием цапф гидроприводов. Минимальное вре­ мя на основные операции составило 1 час. 45 мин., а максимальное — 5 час. 29 мин.

Устранение непроизводительных простоев позволило бы заканчивать один цикл в течение 4 час.; практически было достигнуто 4 цикла в сутки.

Хронометражные наблюдения, проведенные за рабо­ той звена навалоотбойщиков (два человека) в течение 7 смен с 1 июня по 16 июля, показали, что средняя про

водительные простои. Среднее количество выдвинутых козырьков составило 9 шт.

По хронометражным данным также установлено, что из всего среднего времени работы пары навалоотбой­

щиков 19,4% приходилось на ручную работу по навалке угля на конвейер, а на управление щитом (выдвижка

козырьков, перенос стоек, передвижка щита)—12,8%.

1957 г., проведенные за выдвижкой 130 штук козырьков, показали, что в среднем , общее время на выдвижку од­ ного козырька составило 5 мин. 14 сек., из них на основ­ ные операции затрачено 3 мин. 28 сек., а на непроизво-»

51

приводов и недостаточной работоспособностью возврат­

ных пружин гидростоек.

Минимальное машинное время, затраченное на выдвижку одного козырька, составило 7 сек., максималь­ ное— 2 мин. 35 сек., а среднее —41 сек. Таким образом, выдвижка и установка козырьков в крепи «Мосбасс-1»

производились значительно быстрее, чем в крепях типа Щ-54 и Щ-52.

Закончив отработку выемочного столба лавы № 43, крепь «Мосбасс-1» была демонтирована и пущена в ра­ боту на новом участке этой же шахты.

Характерным для демонтажных работ были два пе­

риода: первый — с 7 ноября 1957 г. по 3 января 1958 г., т. е. до момента окончания подготовки камеры на новом

леннее, чем во втором: на работе было задолжено толь­ ко 4 человека, работавших в одну смену.

Демонтажные работы начались с разборки лавного конвейера КС-2 и выдачи его для ревизии и ремонта на поверхность; конвейер оказался в исправности, за ис­ ключением поломанной звездочки на приводном валу, На время демонтажных работ по лаве был настелен

конвейер СТС-3.

Затем была выдана насосная станция для осмотра и ремонта и приступили к демонтажу секций.

Во время демонтажа двое рабочих занимались рас креплением секций, а остальные доставляли лес со сква­ жины; затем все рабочие производили поддирку почвы;

большим трудом поддавались действию обушка. Детали щита со стороны завала не имели никаких заметных де­

формаций и повреждений.

Во-втором периоде, после окончания подготовки мон-. тажной камеры, работы по демонтажу и монтажу щита

52

на новом месте значительно ускорились: в работе при­ нимали участие уже 2 бригады по 6 человек каждая.

С 3 по 10 января 1958 г. занимались только достав­ кой со штрека вынутых секций и монтажом их в новой камере. С 10 января обе бригады производили разборку

узлов щита на старом участке, доставляли их и монти­ ровали на новом месте.

Сводные технико-экономические показатели работы щита «Мосбасс-1» на шахте № 4 приведены в табл. 1.

Результаты испытаний щитовой крепи «Мосбасс-1» в лаве № 43 позволили выявить основные принципиаль­ ные и конструктивные преимущества и недостатки, при­ чем принципиальными считаются такие стороны, кото­ рые свойственны рассматриваемой принципиальной схе­ ме крепи, а конструктивными — которые свойственны только изготовленному образцу в данных условиях его эксплуатации.

Положительными сторонами применения крепи «Мос-

басс-1» по сравнению с обычной деревянной крепью яв­ лялись:

1.Механизированная передвижка отдельных элемен­ тов и всей крепи.

2.Полная механизация передвижки конвейера без его разборки.

3.Сокращение расхода крепежного леса с 45—55 до 0,6—1,0 м? на 1000 т добычи.

По сравнению только со щитовыми крепями типа

«Щ» положительными сторонами крепи «Мосбасс-1» яв­ лялись:

1.Лучший принцип передвижения отдельных ко­ зырьков путем подтягивания к неподвижному в данный момент основанию, имеющему большое количество рав­ номерно распределенных по всей длине лавы опор, и

последующего одновременного передвижения основания

путем отталкивания его от тех же опор.

2.Большая надежность передвижки оснований щита за счет равномерного распределения движущих сил вдоль длины крепи.

3.Большая надежность крепления рабочего прост­ ранства гидравлическими стойками постоянного сопро­

тивления.

4.Механизированная работа стоек.

5.Совмещение процесса выдвижки козырьков с

53

посадкой пород кровли, что приводило к меньшей вели­ чине опускания кровли в лаве.

6.Значительно большее свободное пространство для

размещения людей в лаве.

7.Лучшая приспосабливаемость к изменениям гип­ сометрии.

8.Относительная простота конструкции и удобное транспортирование отдельных элементов щита по выра­ боткам.

9.Меньший вес крепи, приходящийся на 1 пог. м.

И. Направленное движение перекрытий.

12. Меньше оборудования на штреке (в крепи Щ-54

помимо насосной станции на штреках размещались ле­ бедки с полиспастной системой из блоков и канатов).

Принципиальными недостатками крепи «Мосбасс-1» являются:

1.Потеря контакта с кровлей при выдвижке козырь­

ков (рис. 24).

2.Относительно большие незащищенные межсекци­ онные зазоры, исключающие возможность работы при неустойчивых породах кровли (рис. 25).

3.Невозможность разработки участков, склонных к прорывам плывунов.

4.Неэффективность работы крепи при слабой несу­ щей способности почвы.

5.Наличие между грудью забоя и конвейером опор­ ных стоек, затрудняющих применение выемочных меха­

низмов.

6.Наличие ручных работ по навалке угля, бурению

изаряжанию шпуров.

Из выявленных в процессе эксплуатации основных конструктивных недостатков следует отметить:

1. Нерациональное расположение оси гидропривода по отношению к направляющим оснований, что приводи­ ло к выскакиванию цапф.

2.Незащищенность гидросистемы (шлангов, маги­ стралей, распределителей) от действия взрывных работ

(рис. 26).

3.Отсутствие ограничителей против сползания каре­

ток перекрытий в сторону завала.

55

4. Относительно малый ход плунжера гидростойки

(400 мм), делающий необходимым применение ручных работ по регулировке высоты стоек (не систематиче­ ское); вследствие некоторой трудоемкости этой опера­ ции, а также заштыбовывания регулировочного винта

Рис. 24. Потеря контакта с кровлей при выдвижке козырьков крепи «Мосбасс-1»

практически часто наблюдалась жесткая работа стоек.

5.Затрудненное отсоединение верхних концов стоек от козырьков вследствие деформации шпилек.

6.Недостаточную прочность лап, соединяющих ка­ ретку с направляющими оснований.

7.Относительно малый эффект взрывонавалки (25— 30%) из-за большой высоты конвейера над почвой.

8.Значительный расход масла для гидросистемы.

9.Неудачное расположение корпуса запорного вен­ тиля и предохранительного клапана на наружной

поверхности .гидростоек, что приводило часто к их

повреждению взрывом (даже отрывам), вследствие чего

56

образовывались неплотности соединений, появлялись

утечки жидкости.

10. Неудачное гидрораспределение по щиту, вслед­ ствие чего во время слива жидкости из отдельных стоек нельзя было включать насосную станцию осталь­ ным рабочим для выдвижки перекрытий или распора стоек.

11.Недостаточно надежная фиксация рукояток гид­ рораспределителей на рабочих позициях.

12.Недостаточное усилие встроенных в стойки пру­

жин, служащих для втягивания выдвижной части.

13.Относительно малая опорная площадь башмаков стоек, что приводило при уменьшении несущей способ­ ности почвы в лаве к значительному их утопанию.

14.Близкое расположение шарнира стойки к концу козырька со стороны выработанного пространства, вследствие чего козырьки часто опускались передней частью вниз, особенно при распоре.

15.Увеличенная стрела прогиба (900 мм на 25 м),

при движении щита в мульде способствовала зажатию перекрытий (рис. 27) и затруднению их выдвижки.

16.Малая ширина козырьков снижала защищенную

площадь кровли от падений кусков породы.

17.Отсутствие стационарного освещения рабочих

мест.

18.Ненадежность работы кнопочных постов дистан­ ционного управления.

Во время промышленных испытаний крепи «Мос­ басс-1» в лаве № 43 были проведены также исследова­ ния проявлений горного давления.

Исследовались и измерялись:

нагрузки на стойки; оседание стоек; скорость и ве­ личина опускания кровли; горизонтальные смещения;

утопание башмаков стоек в почву; усилие на передвиж­ ку крепи; усилие на выдвижку козырьков; уплотнение завала; деформация угольного массива; устойчивость обнажений; отжим угля; опускание поверхности над щитовым участком.

Врезультате исследований было установлено:

1.Величина первоначального распора гидростоек, измеренная по давлению жидкости в полости стоек, со­

ответствовала расчетной — 19 т, однако после закрытия вентиля распор стойки падал в среднем до И т.

58