книги из ГПНТБ / Давидянц В.Т. Исследования проявлений горного давления в очистных забоях при новых видах крепей

Пиковые скорости являются кратковременными (2—5 мин.) и видимых нарушений оплошности кровли не вызывают.

Наблюдения показали, что перед обрушением основной кров­ ли (имевшей место 3 ноября) величины опускания кровли при проходе комбайна резко возрастали. Область влияния выемки при этом остается обычной, но скорости опускания кровли по

сравнению с влиянием прохода комбайна в обычных условиях

увеличиваются в 3—5 раз.

Пиковые скорости опускания достигали 45—52 мм!ч. Абсо­ лютные величины опускания кровли за этот период составляли 10—15 мм, т. е. в 2—3 раза больше, чем в обычные периоды.

На проявление горного давления большое влияние оказывает

также процесс посадки кровли (передвижение секций). Это влияние распространяется от границы призабойного простран­ ства к забою. Максимальные скорости опускания кровли в на­ блюдаемой точке, расположенной на границе призабойного про­ странства, наблюдаются в тот момент, когда производится пе­ редвижка первой, второй, а иногда и третьей секций выше ряда

растала в 200 раз по сравнению со средней скоростью опуска­ ния кровли, наблюдавшейся в лаве, когда выемка и передвижка секций не производились. У груди забоя максимальные скоро­ сти опускания кровли, связанные с процессом посадки, состав­ ляли 3—3,5 мм!ч.

Передвижение секций крепи начинает сказываться на рас­

скания кровли в призабойном пространстве, за период влияния процесса посадки (передвижения секций крепи МПК) — 17,8%.

Сравнивая величины опускания кровли в лаве при работе крепи МПК с величинами опускания кровли в лаве, закреплен­ ной деревянной крепью с металлическими кострами, можно сделать следующие выводы:

а) средние величины опускания кровли в средней части ла­ вы, закрепленной крепью МПК, на 22% меньше, чем в лаве,

закрепленной деревянной крепью; б) средние скорости опускания кровли в пределах приза­

бойного пространства лавы, закрепленной крепью МПК, при­ мерно в 1,5 раза ниже, чем в лаве, закрепленной деревянной

крепью.

Меньшее опускание кровли в лаве с крепью МПК можно

119

объяснить уменьшением ширины призабойного пространства, а также жесткостью крепи. В лаве, закрепленной крепью МПК, секции в течение 80—90% времени находились на минимальном расстоянии от забоя. Максимальная ширина призабойного про­ странства имела место на участке в месте изгиба конвейера при продолжительности во времени 1—2 часа.

Характер распределения средних нагрузок на группу дина­ мометров в 15 измерительных секциях, расположенных в сред­ ней части лавы в III ряду наблюдений, представлен на рис. 60. Характер нагрузок в IV ряду был аналогичен приведенному на рис. 60.

Рис. 60. Опускание кровли и средние нагрузки по 15 измеритель­ ным секциям крепи МПК в лаве шахты № 2 «Контарная»

Значения максимальных нагрузок по 45 секциям III ряда

наблюдений приведены в табл. 53, а по пяти секциям IV ряда

наблюдений — в табл. 54. Средние величины нагрузок на из­ мерительные секции за период исследований приведены

в табл. 55.

Фактически имевшие место максимальные нагрузки на сек­ ции замерить не удалось вследствие того, что их значения выхо­ дили за пределы возможных показаний измерительного при­

бора. По имевшим место деформациям секций максимальная нагрузка на секции может быть определена в 350—400 т.

Распределение максимальных нагрузок, полученных при 534

установках измерительных секций, приведено в табл. 56.

Из данных табл. 56 'видно, что 93,2% (497 из 534) установ­

ленных секций воспринимали нагрузки менее 100 т и только 37

секций воспринимали нагрузку свыше 100 т,

120

Таблица 54

123

Из табл. 55 следует, что основную часть времени своей ра­ боты секции воспринимали нагрузки до 50—60 т и лишь в ко­ роткий отрезок времени, когда ширина призабойного простран­ ства увеличивается, нагрузка на секции возрастает до 100 т и выше.

Рис. 61. Характер нагружения секций МПК при 12-м цикле наблюдений

Произведенные измерения показали, что рядом установлен­ ные секции в одно и то же время могут воспринимать резко от­ личающиеся по величине нагрузки.

Наиболее часто встречающиеся случаи нагрузки рядом стоя­ щих секций в среднем ряду наблюдений приведены на рис. 61, 62 и 63.

На рис. 61 показана одновременная работа 15 секций крепи

МПК, расположенных в средней части лавы, в период выемки 12-го цикла. Из приведенного графика видно, что секции № 115, ПО, 105, 109, 107, 106 и 101 на протяжении всего цикла нагруз­

ки не воспринимали, четыре секции воспринимали нагрузки до Юти четыре секции — от 14 до 46 т.

124

На рис. 62 показаны нагрузки на 15 секций во время выемки 14-.го цикла. Приведенные результаты показывают, что секции

№ ПО, 108, 114, 105 и 101 нагрузку не воспринимали на про­ тяжении всего цикла (в течение 3 суток). Секция № 104 сразу

после ее установки получила нагрузку около 39 т и на протя-

Рис. 62 Характер нагружения секций крепи при 14-м цикле наблюдений

женин цикла имела наибольшую нагрузку. К концу цикла, после передвижения пяти нижестоящих секций, нагрузка на секцию № 104 возросла до 65 т. Секции № 113, 107 и 103 несли

грузки на них возросли до 39 т.

Из приведенной схемы расположения секций видно, что ря­ дом с секцией № 106 стояла секция № 101, которая не воспри­ нимала нагрузки на протяжении всего цикла.

125

Схема устанобки ОинамометроЬ

126

На рис. 63 приведены наблюдения в период выемки 19-го цикла. При выемке этого цикла все 15 секций были нагружены.

Однако нагрузки на секции в одни и те же моменты времени резко отличались. В начале цикла колебания нагрузок на сек­ ции были от 0 до 29 т, в конце цикла — от 15 до 198 т.

Из рис. 61, 62 и 63 видно, 'Что наибольшие нагрузки на сек­

в IV ряду воспринимала нагрузку 318 т, а рядом стоящая с ней секция была совершенно не нагружена. Это положение указывает на несовершенство жесткой конструкции крепи МПК.

Неравномерная нагрузка приводила в отдельных случаях к деформированию одних секций, в то время как другие рядом стоящие секции были не нагружены.

Характер нагружения секций крепи при выемке был разли­

чен. В одних случаях нагрузка после прохода комбайна резко возрастала, прирост ее достигал 77 т на секцию; при этом опу­ скание кровли в призабойном пространстве за время влияния выемки достигало 10—15 мм (см. рис. 58, 59).

В других случаях после прохода комбайна прирост нагруз­ ки на секцию составлял от 1 до 3 т, опускание кровли за время влияния выемки — 3—5 мм. Секции крепи, которые имели хо­

роший контакт с кровлей, воспринимали основную часть на­ грузки, а секции, которые при установке не имели контакта с кровлей, нагрузки не несли. Отсюда следует, что одним из ме­ роприятий для выравнивания нагрузок на секции крепи яв­ ляется установка их с одинаковым распором.

Рост нагрузки после посадки кровли происходил через 0,5— 1 час; прирост нагрузки на отдельные секции за это время до­

ходил до 50 т. Нагрузка на секции крепи после обрушения не­

посредственной кровли в большинстве случаев была незначи­

тельной.

После обрушения основной кровли нагрузки на секции в те­ чение первого цикла несколько снижались по сравнению с на­ грузками перед обрушением. При обрушении основной кровли на отдельные секции, расположенные выше участка посадки,

были зарегистрированы нагрузки 190—212 т.

После обрушения основной кровли нагрузки на вновь пере­ двинутые секции начинали нарастать (спустя 0,5—1 час после передвижки 5—10 секций, расположенных выше наблюдаемой точки). Перед обрушением основной кровли были зарегистри­ рованы максимальные нагрузки на секции, достигавшие 160 т

и более (18/Х).

Перед последующим обрушением основной кровли (2/XI) максимальная нагрузка на секции достигала около 350 т, что можно было установить по деформациям секций. За сутки до

обрушения основной кровли (17/XI) в верхней части лавы (IV

127

ряд наблюдений) на отдельные секции были зарегистрированы

нагрузки 284 и 307 т.

Влияние выемки и посадки на характер нагружения секций

Наблюдениями было установлено, что при удельных давле­ ниях на почву 200—240 кг/см2 внедрение опор секций в почву

достигало 30—40 мм. В дальнейшем внедрение секций в почву происходило при давлениях 66—190 кг/см2 на величину до 150— 400 мм.

Результаты наблюдений за внедрением опор крепи в почву приведены в табл. 58.

128