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

тывающей пласт к5 Боковский рабочей мощностью 1,30—1,43 м. Пласт разделен двумя прослойками глинистого сланца средней крепости, мощностью 0,32—0,35 м. Прослойки вынимаются вме­ сте с углем. Угол падения пласта 14—15°.

В непосредственной кровле пласта залегает глинистый сла­ нец «кучерявчик» мощностью 0,4—0,5 м с часто встречающими­ ся включениями шаровидной формы. Выше залегает глинистый

Рис. 72. Паспорт крепления лавы при работе крепи МПК на шахте К° 1-бис им. 1 Мая

сланец средней устойчивости мощностью 14 м, еще выше — про­

пласток угля мощностью 0,2 м и затем глинистый сланец мощ­ ностью 10 м и песчаник мощностью 11 ж.

Почва представлена песчанистым сланцем средней устой­ чивости мощностью 0,4 м, ниже которого залегает крепкий пе­ счаник мощностью 3—3,5 м. По газообильности шахта отнесена

к сверхкатегорной. Система разработки сплошная. Длина лавы

155 м. Глубина работ 320 м.

Откаточный и вентиляционный штреки проводятся узким за­

боем с выкладкой над- и подштрековых бутовых полос шириной соответственно 10 и 8 л.

149

Лаву крепили жесткими секциями крепи МПК, устанавли­

вавшимися с боковыми направляющими лыжами (рис. 72). Плотность устанавливаемых секций 1,34 на 1 пог. м лавы.

В качестве временной призабойной крепи на участке изгиба конвейера применяли стойки типа СДТ с шарнирно-соединен­ ными верхняками.

Передвижение секций производили при помощи двух пере­ движников. Нижний передвижник передвигал нижние 100 сек­ ций, а верхний включался в работу с того момента, когда ком­ байн подходил к 110-й секции.

Гидравлические секции М77 и М74 были установлены в верх­ ней части лавы вплотную к жестким. Передвижение секций М77

и М74 производили третьим специально оборудованным пере­ движником М-36 у.

Минимальная ширина призабойного пространства состав­ ляла 2,5 м, максимальная 4,1 м.

Выемку производили комбайном «Донбасс» с полезной глу­ биной захвата 1,65 м. Организация работ в лаве по графику один цикл в сутки, первая и третья смены — добычные, вто­ рая —ремонтно-подготовительная. Передвижку секций крепи производили в три смены.

Изучение проявлений горного давления проводили с 30 сен­ тября по 1 ноября 1956 г. в пяти рядах по лаве (рис. 73). Сек­ ции М74 и М77 были расположены между IV и V рядами на­ блюдений.

По мере выемки в каждом ряду наблюдений у забоя уста­

навливали пары точек для замеров опускания кровли. Такими наблюдениями были охвачены 17 циклов. Измерения по этим парам точек производили при помощи телескопических штанг. С 17-го по 24-й цикл производили специальные измерения опу­ сканий кровли по II, III и IV рядам при помощи индикаторных

штанг для изучения влияния процессов выемки и посадки кров­

ли (передвижения крепи).

Для измерения нагрузок на жесткие секции крепи во II и III рядах наблюдений было установлено по семь секций, обо­ рудованных динамометрами в опорах. Под три секции М77 и

две секции М74, расположенные в IV ряду наблюдений, были

смонтированы специальные динамометрические подставки. На

двух секциях М74 были установлены самопишущие манометры.

Измерения опускания кровли и нагрузок на секции крепи вели непрерывно, замеры нагрузок на каждую секцию производили через каждые 2 часа, а замеры опускания кровли 2—3 раза в смену. В период проведения специальных наблюдений замеры производились через 10—15 мин., а в некоторых случаях и чаще.

Средние величины опускания кровли по рядам наблюдений приведены в табл. 70,

150

Таблица 70

Данные табл. 70 показывают, что по мере удаления наблю­

даемой точки от забоя к линии обрушения опускание кровли увеличивается; максимальные опускания были ;в средней части лавы, у откаточного и вентиляционного штреков величины опу­ скания были в 1,5—2,5 раза меньше.

Изучение влияния процессов выемки и посадки показало, что средние скорости опускания кровли в период влияния этих процессов увеличивались до 12—>16 мм/ч, что в 3—4 раза боль­ ше средних скоростей. Максимальные скорости опускания в пе­ риод влияния процесса выемки (на протяжении 3—10 мин.) до­ стигали 20—30 мм/ч, после установки стоек временной крепи они резко снижались.

Максимальные скорости опускания в период влияния про­ цесса посадки (передвижения секций) достигали .60—108 мм!ч. Период повышенных скоростей длился около 10—15 мин., пока не были передвинуты три-пять секций крепи.

Опускание кровли в период влияния процесса выемки со­ ставляло в среднем 23,8 % общего опускания, а в период по­ садки — 30%.

и при жестких секциях. Податливость гидравлических секций, отрегулированных на сопротивление 120 т, была незначительной и неравномерной из-за малых нагрузок.

Величины ■податливости, полученные в результате замеров,

приведены в табл. 71.

Из данных табл. 71 видно, что величина податливости за период наблюдений изменялась в пределах от 0 до 71 мм за цикл. Податливость рядом стоящих секций была также резко различной (секции № 145 и 146 в 4-м цикле, секции № 159, 160 и 161 в 7-м цикле и т. д.).

Резко отличные величины податливости рядом стоящих сек­ ций, а также малые их значения, можно объяснить тем, что при их установке для создания более надежного контакта между кровлей и верхняками подкладывали куски породы или обрезки деревянных стоек, которые выполняли роль дополнительного

152

Таблица 71

Податливость секции (мм) за:

податливого элемента. Податливость секций в пределах до 10 мм

следует отнести за счет утечек масла.

Внедрения гидравлических секций в почву не наблюдалось.

Жесткие секции, расположенные во II и III рядах, внедря­ лись в почву на глубину от 20 до 50 мм, хотя при их установке между кровлей и верхняком также укладывались куски породы

или обрезки стоек.

Результаты замеров нагрузок на секции в течение цикла по рядам наблюдений приведены в табл. 72, 73 и 74. Предвари­

тельный распор жестких секций изменялся от 0 до 0,5 т, в сек­ циях М74 от 10 до 15 г и в секциях М77 от 4 до 5 г.

Распределение максимальных (конечных) нагрузок, замерен­

313 секций из 343. Нагрузки от 75 до 100 т воспринимали только шесть секций, свыше 100 т — две секции.

Анализ работы крепи показал, что продолжительное время '

цикла нагрузки составляли от 10 до 25 т. Под нагрузкой свыше

25 т секции находились непродолжительное время, после их пере­ движки.

Характер нагружения гидравлических секций крепи МПК

приведен на рис. 74. Данные наблюдений показали, что гидрав­ лические секции, так же как и жесткие, воспринимали небольшие нагрузки, но большого разброса нагрузок на рядом стоящие сек-

153

Таблица 72

155

Таблица 74

Нагрузки на гидравлические секции IV ряда

Таблица 75

ции при этом не было. Более равномерное распределение нагру­ зок по всей лаве можно объяснить тем, что после прохода ком­ байна на расстоянии 2—2,2 м от забоя образовывался глубокий закол, который приводил к образованию свободно лежащего над секциями большого блока породы. В дальнейшем этот блок раз­ бивался трещинами по простиранию пласта, что способствовало

равномерному давлению на секции и более легкому обрушению пород после их передвижки.

Кровля, состоящая из легкообрушающегося глинистого сланца значительной мощности, после передвижения двух-трех секций обрушалась, обеспечивая при этом почти полное запол-

156

нение выработанного пространства. Наблюдениями установлено,

что породы кровли допускают в призабойном пространстве об­

нажения (в процессе выемки) площадью до 15—20 м2.

При повторных обнажениях кровли, необходимых для спуска комбайна вниз по лаве, когда выбивали стойки временной кре­ пи, площадь обнажений уменьшалась до 10—7 м2.

Рис. 75. Характер обрушения кровли в призабойном пространстве:

а — до передвижения секций крепи МПК; б — после передвижения секций

В процессе передвижки крепи кровля обрушалась сразу же после выбивки клина- у каждой секции. В ряде случаев в пе­ риод разгрузки секций из-под давления кровля в призабойном пространстве обрушалась, образуя купола. В этих условиях для установки секций приходилось выкладывать на перекры­

тиях костры из деревянных стоек (рис.. 75).

§ 7. Исследования на шахте «Коммунист-Новая» треста Октябрьуголь

Повторные исследования гидравлических секций М74 и М77

были проведены во 2-й северной лаве шахты «Коммунист-Но­ вая» треста Октябрьуголь и одновременно исследования про-

157

явлений горного давления были проведены в 1-й северной лаве, закрепленной металлическими стойками СДТ с применением кустов в качестве режущей крепи.

Шахта «Коммунист-Новая» разрабатывает пласт g2 На­ талья рабочей мощностью 1,37—4,50 м, угол падения 5—6°.

В кровле пласта залегает устойчивый, труднообрушающийся

глинистый сланец мощностью 39 м, выше — песчанистый сла­ нец мощностью 56 м. В непосредственной почве залегает гли­ нистый сланец мощностью 0,3 м, ниже — кварцевый песчаник

мощностью 27 м. По газообильности шахта отнесена к сверх-

категорной; на шахте имеют место внезапные выбросы газа.

Система разработки сплошная, глубина разработки 330 м. Вы­ емку угля производили комбайном «Донбасс» с полезной глу­

биной захвата 1,8 м. В лавах наблюдался сильный отжим угля. Откаточные штреки проводились узким .забоем с подрывкой кровли и почвы. С верхней стороны откаточные штреки охраня­ ли бутовыми полосами шириной 40 м, на бермах выкладывался ряд деревянных костров .из старого леса. Вентиляционные штре­ ки проводились узким забоем с выкладкой бутовой полосы ши­

риной 8 м.

Управление кровлей в 1-й северной лаве длиной 130 м про­ изводилось полным обрушением на кусты из девяти стоек СДТ.

В качестве призабойной крепи применяли рамы из двух стоек СДТ, подбиваемых под деревянный распил; рамы устанавлива­ ли по падению через 1 м одна от другой.

После прохода комбайна, с отставанием на 5—6 м, около

стойки призабойной рамы, расположенной со стороны вырабо­ танного пространства, подбивали дополнительные стойки для образования режущего куста; стойки в кусте устанавливали на некотором расстоянии одна от другой. Две стойки в кусте, ус­

тановленные со стороны выработанного ’ пространства, были деревянные. При минимальной ширине призабойного простран­

ства’ (3 м) находился один ряд кустов, при максимальной

(4,9 м) —два ряда. Посадку лавы производили за каждым циклом снизу вверх.

Плотность призабойной крепи при минимальной ширине при­ забойного пространства —одна стойка на 1 м2, при максималь­ ной— 1,6 стойки на 1 м2\ плотность режущего ряда — 0,33 ку­ ста на 1 пог. м лавы.

Работа в лаве была организована по графику цикличности,

первая и третья смены добычные, вторая — ремонтно-подготови­

тельная.

2-ю северную лаву в нижней части на длину 115 м крепили жесткими секциями крепи МПК с лыжами, в верхней части

были установлены гидравлические секции (рис. 76).

Вкачестве временной крепи применяли специальные стойки

сшарнирно-соединенным верхняком.

Минимальная ширина призабойного пространства составляв

158