Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
30.10.2023
Размер:
13.35 Mб
Скачать

Таблица 20

Показатели

Средняя величина опускания кров­ ли за период влияния процесса выемки, мм:

при первом проходе комбайна . при втором проходе комбайна .

Средняя скорость опускания кровли за период влияния процесса вы­ емки, мм/ч:

 

 

о

 

 

Расстояние от забоя,

м

S А В О

 

а

н

 

«5

 

 

 

 

 

5

о

к 3”

 

 

 

 

 

О ° я

-

 

1

1

 

 

S я

я та

 

 

 

о

Л

05

и

0

 

2

3

4

2

Ч

S о

 

“•о

к

4>

 

 

 

 

 

с

Н

СО

СГ

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,6

6,1

6,0

5.2

4,6

 

1.4

7,3

6,3

5,3

 

при первом проходе комбайна

1,6

3,8

3,7

3,3

3,3

 

при втором проходе комбайна .

1.4

5,2

4,5.

3,8

 

Максимальная величина

опускания

 

 

 

 

 

 

кровли за период

 

влияния

про­

 

 

 

 

 

 

цесса выемки, мм:

 

комбайна

 

14,0

12,0

8,0

 

при первом

проходе

 

5,0

при втором проходе комбайна .

 

12,0

8,0

5,5

 

Максимальная

скорость

опускания

 

 

 

 

 

 

кровли за период

 

влияния

про­

 

 

 

 

 

 

цесса выемки, мм/ч:

комбайна ,

8,2

7,1

4,7

 

 

при первом проходе

3,9

_

при втором проходе комбайна

 

9,2

6,2

4,2

Средняя величина опускания

кров­

 

 

 

 

 

 

ли за период

влияния

процесса

1,5

3,2

5,2

6,3

посадки, мм .

 

. .

•................

 

 

Средняя скорость опускания

кров­

 

 

 

 

 

 

ли за период

 

влияния

процесса

1,5

2,1

3,4

4,1

посадки, мм/ч...........................

 

 

 

 

Максимальная

величина

опускания

 

 

 

 

 

 

кровли за период

 

влияния

про­

1,5

4,0

9,0

12,0

цесса посадки,

мм.......................

 

 

 

Максимальная скорость

опускания

 

 

 

 

 

 

кровли за период

влияния

про­

1.5

2,6

6,0

8,0

 

цесса посадки, мм/ч...................

 

 

Средняя податливость стоек ГС, мм:

1.6

4,0

5,1

 

 

при первом проходе комбайна .

4,0

 

при втором проходе комбайна .

1,4

 

6,0

5,0

 

Средняя нагрузка на

одну

стойку

19,0

19,0

19,0

19,0

ГС,

т-......................................

 

 

Средняя нагрузка на

одну

стойку

20,0

25,0

28,0

ОКУ, т..................................

 

 

 

 

на

одну

Максимальная

нагрузка

 

52,0

73,0

98,0,

стойку ОКУ,

т...........................

 

 

 

 

Средняя нагрузка

на I

пог.

м ре­

20,0

25,0

28,0

жущего ряда,

т..........................

 

 

 

.

39

к

 

 

я

WJV ‘чхэоа

010)0: ОО^ООЮ — О

сч

 

X

-HlTlBtfOU

COCO — IDLQCOCO7

 

X

 

 

ч

 

 

СО

 

«з .

 

 

о

и м

 

 

СТ

 

 

S

XU

 

 

х

с

— ЮсоиООСЧЮЮЮ

S

ак

Ч

eheXJjeh

CNcO^xfCDiOCib-b*

ч

4)

М

 

 

О

 

 

 

XU ‘иягвэ

 

03

 

 

 

н•011 гоибэи ЕЕ ИЯ XJCOOJ’tS-OOCO -ekdJEH хэойийц — СО — — CN СМ CM CN

 

к

___

 

я

_______

 

я

 

3

 

 

ч

 

3 4

м

1

с и

 

М а к

 

л'г ‘чхэоа

-иь-хегои

хи

•EMsXddBH

Ш ’ИЯТТВЭ

-ои гоийэи ее ия

-sXdjBH хэойибу

w

 

 

я

hw ‘чхэоа

 

 

X

-И1ГХВЕ011

 

 

ч

 

 

 

 

 

я

 

 

р

с и м

1U

 

 

к

 

 

а

‘EMsXdJBH

 

 

М

 

 

 

 

IU ‘ИЯ1ГВЭ

 

 

-ОН гоибэи ЕЕ ИМ

 

 

-еЛсйвн хэойибц

стойки

 

а

ww ‘чхэоа

 

я

 

J3

-ML'XBtfOU

 

 

я

 

 

 

я

 

 

 

S

 

е

2

X

 

о

XU

осадочны

№ 3

я

‘еяЕАдлвн

 

 

 

 

 

Ш ‘ИМГЕЭ

П

 

-ou irondau be ия

 

 

 

•cXdJBH laodndu

к

яww 'чхэоа

!-И1ГХВ1Г0П

 

 

.

.

31

X

 

IU

У

 

S

bmeXHjbh

 

 

 

 

 

 

 

ги

‘ияоэ

 

«ои гоибаи вс ия

 

-sXdJBH loodHdu

 

к

WW ‘Ч1Э08

 

я

 

 

-HlfXBtfOU

 

я

 

 

о

X

 

XU

 

я

 

 

‘BMEXdjEB

 

S

 

 

 

-on

XU ‘ИЯ1ГЕ?

 

vondan ее ия

-EXdjBH loodndi]

уинэвоигдви шгяип

CO — СЧ 00 о — |

I

I

г- ю

1

1

1

О —• О CTiCO b-

I

IO

DI GO Ю 7 О Г-

1

1

CD

bWdDOb I

[

I

di di di с?

1

1

1

СЧСО — 7D-D1C0O4

ЮЮО — CO 00 О 7 О

DDCNDb- —< b- CO

— — — Di Di —

7 — b- CO — — 7 QO -и w — О Ф тГ Сч 7

1OCDC4LQ’—> 7 7 CO CD (MDWOODClODD

C 7 M O s Ю О

— CO — — ОСЧ CO

О7 CO 7 iQ b- O> 1 —

— 77

CO 7 CO

 

7

co О CD Ю Ю О DI co

!

— CO CO CO 7 7 О O’ :

— CO

—DDOD

—■

— — CO

DOCCNCN |

DOW

co 04

to 1

CO

 

7

CD — GO 7 CM— |

I

|

— GO l"~

—1 GO >-

1

1

1

1 1 1

МСО7ЮФЬ-' CN CO 1—< W"1 r««4

Величины опускания кровли за время влияния процесса посадки возра­ стают по мере удаления от забоя.

Максимальные скоро­ сти на границе приза­

бойного пространства в 2 раза больше, чем сред­

ние, у забоя они пример­

но одинаковы. В период влияния процесса посад­ ки средние скорости опус­ кания кровли всего в 2— 2,5 раза превышают ско­

рости, имевшие место в

периоды, когда выемка и

посадка не производи­ лись. Опускание кровли

впериод влияния про­

цесса выемки составляет

всреднем 28,2% общего опускания кровли в при­

забойном пространстве, а

впериод процесса посад­

ки— всего лишь 9,4%-

Нагрузки на стойки ГС составляли в среднем 19 т при проектной 20 т. Разброс нагрузок на стой­ ки ГС составлял до 3 т.

Характер нагружения посадочных стоек приве­ ден в табл. 21, из данных

которой видно, что при­ рост нагрузки в период посадки составлял в сред­

нем 19 т и изменялся в пределах 6—32 т. Мак­ симальный прирост на­ грузки за период влияния посадки на одну поса­ дочную стойку составил 58 т, средний прирост на­ грузки на одну стойку составлял 30—35% мак­

симально воспринимаемой нагрузки.

40

Расстояние, п по падению по восстанию

Расст ояние, n » o ip tf3 H c .

Рис. 18. Характер работы посадочных стоек ОКУ совместно с гидравлическими стойками ГС в 5-й западной лаве

Рис. 19. Образование трещин в призабойном простран­

стве 5-й западной лавы

42

Средняя нагрузка на посадочную стойку составила 60 т и изменялась в пределах от 21 до 95 т, максимальная нагрузка составляла 109 т. В период наблюдений было установлено, что нагрузку до 40 т воспринимали 74% посадочных стоек, осталь­ ные имели нагрузки свыше 40 т; нагрузки свыше 100 т были зафиксированы на трех стойках.

Данные, табл. 21 показывают также, что податливость по­

садочных стоек была не одинаковой. Средняя податливость составила 20 мм и изменялась от 6 до 32 мм, максимальная податливость, составившая 74 мм, была зафиксирована при на­ грузке 48 т. Предварительный распор стоек ОКУ в период их установки составлял 3—5 т. Начало податливости отмечалось при нагрузках 10—15 т. Податливость происходила плавно и только в. отдельных случаях имела скачкообразный характер; в этих случаях за одну разгрузку’ податливость стойки состав­ ляла 3—5 мм и крепь теряла контакт с кровлей. Характер ра­ боты посадочных стоек ОКУ приведен на рис. 18.

Наблюдениями установлено, что периодически, через каж­ дые два-три цикла, у забоя образовывались трещины, которые затем развивались в заколы. В отдельных случаях на рас­ стоянии 3—4 м от забоя блоки смещались на 50—100 мм от­ носительно друг друга. Расстояние между заколами было 1— 2 м. Обрушение кровли происходило нерегулярно. Длина за­ висающей консоли за посадочными стойками изменялась от 2 до 4 м (рис. 19). После обрушения кровли нарушений ее сплошности в призабойном пространстве не наблюдалось.

Наблюдениями установлены периоды более интенсивного опу­ скания кровли и нагрузок на крепь, повторяющиеся через семь-

восемь циклов или 14—16 м. В эти периоды опускание кровли

в призабойном пространстве увеличивалось. Нагрузки на поса­ дочные стойки и их податливость также заметно увеличивались по сравнению с предшествующими циклами. Наблюдениями установлено, что в эти периоды происходило обрушение вышеле­ жащей толщи мощностью, достаточной для предотвращения проявлений вторичных осадок. Такие обрушения происходили

через 14—16 м.

Описанный характер поведения кровли не осложнял работ

по выемке и управлению кровлей и креплению.

Глава II

ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЯВЛЕНИЙ ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ ПРИ КРЕПЛЕНИИ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ

ОРГАННОЙ КРЕПЬЮ МОК

Исследования проявлений горного давления при работе ме­ ханизированной органной крепи (органных стенок) МОК были

проведены в 1954 г. на шахте № 5—6 им. Димитрова треста Крас-

иоармейскуголь в 10-й северной лаве пласта /- Толстого, под ру­

ководством Костина Д. И.

Пласт имеет рабочую мощность 1,15—1,2 м. Верхняя пачка угля мощностью 0,1 м, для отделения которой применяют отрез­ ной бар, наиболее крепкая. Выше пласта залегает слабый угли­ сто-глинистый сланец мощностью 0,08—0,23 м, обрушающийся вслед за выемкой угля.

Непосредственной кровлей . пласта являются глинистые сланцы 'Мощностью до 4 м средней устойчивости, разделенные на шесть слоев различной мощности и неоднородной структуры. Выше залегает толща песчанистого сланца средней устойчи­

вости .мощностью 10—11 м.

1

Движение толщи песчанистого сланца отмечено на расстоя­ нии 25—30 м от забоя, однако оно не сопровождалось увели­ чением интенсивности опускания и давления кровли.

Выше песчанистого сланца залегает толща песчаников мощ­ ностью до 23 м. Движение песчаника происходит в выработан­

ном пространстве на значительном расстоянии от забоя

(100 м).

В почве пласта залегает толща глинистого

сланца

(«куче-

рявчик») мощностью до 2,5 м, которая при

обводнении пу­

чится и становится неустойчивой. Угол падения пласта 10—14°. Длина лавы за время испытаний колебалась в пределах 82— 105 м. Глубина работ 325 м. По газообильности шахта отне­ сена к I категории, по пыли — к числу шахт, опасных по пыли.

До применения МОК управление кровлей в лаве осущест­ вляли частичной закладкой с выкладкой бутовых полос шири­

ной 5—6 м. Породу для бутовых полос добывали в шести бутовых штреках.

44

Призабойное пространство крепили стойками СГК-2 и шар­

нирными

верхняками М-31.

призабойного

пространства

При

 

минимальной

ширине

(2,1 м)

машинная дорога у забоя перекрывалась третьим кон­

сольным

верхняком; при

максимальной ширине призабойного

 

 

 

пространства (3,55 м) по прости­

 

 

 

ранию устанавливали четыре ме­

 

 

 

таллические

стойки

под четыре

 

 

 

шарнирных верхняка; пятый верх­

 

 

 

них навешивали консольно. Рассто­

 

 

 

яние между рамами по падению

 

 

 

было

принято

0,9 м.

Между верх­

няками и кровлей подкладывали деревянные затяжки из обаполов.

Рис. 20. Паспорт крепления

Рис. 21. Схема установки шариковых

лавы крепью МОК на шах­

динамометров на крепь МОК:

те № 5—6 им. Димитрова

/ — корпус

динамометра;

2 — шарики ди

 

аамометра;

3 — пластинка

динамометра:

 

7 -спальная

плита; 5--ребра жесткости

 

 

плиты

 

Кроме того, призабойное пространство отделяли от выра­

ботанного рядом деревянных стоек, подбиваемых под распил

длиной 1,2 м. Расстояние между стойками по падению состав­

ляло 0,9 м.

При применении МОК управление кровлей осуществляли способом полного обрушения. Вначале устанавливали 59, а за­

тем, по мере увеличения длины лавы, 75

стенок

МОК.

С переходом на управление кровлей полным обрушением

расположение призабойной крепи

было

несколько

изменено

(рис. 20). Плотность призабойной

крепи

при

максимальной

ширине призабойного пространства

составила

1,1

стойки на

1 м2, режущей — 0,8 стенки на 1 пог. м лавы.

 

 

Выемку угля как до применения, так

и при применении

45

МОК производили комбайном «Донбасс» с глубиной захвата

1,45 м.

При введении МОК работы в лаве были организованы в две добычные и одну ремонтно-подготовительную смены. В сменах по добыче производили выемку угля и установку призабойной крепи, в ремонтно-подготовительную — передвижку стенок и

посадку кровли.

Работу в лаве вели неравномерно, среднесуточное подвига­ ние забоя составляло: в мае 0,59 м, в июне 1,1 м, в июле 0,7 м.

Исследование проявлений

горного

давления вели с 1 мая

по 28 августа 1954 г. в трех

рядах по

простиранию.

Нагрузки на режущую и призабойную 'крепь определяли шариковыми динамометрами.

Динамометры в количестве от одного до трех устанавливали на верхние опорные поверхности органных стенок, сверху кото­ рых укладывали стальные плиты (рис. 21). В каждом ряду нагрузки измеряли на две стенки.

Для определения нагрузок на призабойную крепь шарико­ вые динамометры подкладывали на верхние опорные поверх­ ности стоек и верхняков (рис. 22).

На каждый верхняк устанавливали по три-пять динамомет­ ров. Установку их производили при возведении крепи, а сня­ тие— при посадке кровли. При установке динамометров фикси­ ровали их положение на верхняке, а также расстояния до стойки и до забоя.

Измерение усилий на разгрузку и передвижку стенок про­ изводили пружинными динамометрами, рассчитанными на 3 и

10 т, которые включали между двумя отрезками ведущего ка­

ната передвижника (рис. 23). При замерах также фиксировали

усилия на передвижку передвижника и распор гидравлической

стойки последнего.

Усилия

распора

гидравлической

стойки

определяли по показаниям манометра,

опускание кровли — при

помощи телескопических штанг.

кровли на

различных

рас­

Средние

величины опускания

стояниях от

забоя

приведены

в

табл. 22.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

22

 

 

Расстояние рядов

 

Опускание кровли (мм) на расстоянии от

Ряды наблюдений

 

 

забоя, м

 

 

наблюдений от отка­

 

 

 

 

 

 

 

точного штрека, м

1

 

2

 

3

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

20

 

33

 

70

 

88

II

 

 

40-50

 

49

 

107

133

III

 

 

60-80

 

45

 

93

119

Значения

величин и скоростей опускания

кровли,

в

зави­

симости от времени поддержания призабойного пространства приведены в табл. 23.

46

 

Рис.

22.

Схема

установки динамометров на шарнирный верхняк

и стойку СГК-2:

/

— опорная

плита

под

динамометром верхняка; 2 — эдношариковый динамометр;

3 — пластина

динамометра;

4

шарнирный верхняк;

5 — коробка стоечного динамометра; 6....трехшариковый

динамометр;

7 — пластина

 

 

 

 

динамометра; 8 - стойка СГК-2

 

 

Показатели

Ряды на­ блю дений

Таблица 23

Время поддержания призабойного пространства, час.

12

24

48

72

96

Средние величины опускания кров-

I

4

10

44

65

80

ЛИ. мм

II

9

20

62

100

122

 

III

8

23

58

86

108

Минимальные значения опускания

I

1

3

9

43

70

кровли, мм

II

4

8

12

54

92

 

III

2

6

35

65

98

Максимальные значения опускания

I

18

37

75

93

116

кровли, мм

II

15

88

ПО

142

150

 

III

20

41

77

105

118

Средние скорости опускания кров-

I

0,33

0,42

0,91

0,90

0,84

ли, мм!ч

II

0,75

0,84

1,29

1,39

1,27

 

III

0,67

0,95

1,21

1,19

1,12

Величина опускания кровли заметно изменялась в периоды остановки лавы. Только в отдельных случаях опускание в сред­

ней части лавы достигало 150 мм за 96 час. Средняя скорость опускания в период влияния-выемки составила 3,2 мм/ч, макси­

мальная— 12 мм/ч.

Зона влияния выемки распространяется по лаве вверх и

вниз до 15 м.

При отсутствии крепи на протяжении 5—8 м от грузчика комбайна и ширине незакрепленного пролета по простиранию

до 2,5—3 м случаев обрушения нижнего слоя непосредственной

кровли не наблюдалось.

Нижняя пачка непосредственной кровли из глинистого сланца мощностью 0,3 м была устойчивой в течение 2—3 час. после обнажения, а затем легко отслаивалась от вышележа­ щего слоя и зависала на крепи'(затяжках и верхняках). В ре­ зультате «обыгрывания» крепи отслоившейся толщей непосред­

ственной кровли режущая и призабойная крепи воспринимали

небольшую нагрузку,

и следовательно, их несущая способ­

ность использовалась

неполностью.

Наблюдениями установлено, что от 30 до 60% стенок имели

«обыгранные» кровлей

опорные поверхности и около 20%

имели вдавленные в кровлю опоры (на 20 мм и более).

Шарнирные верхняки не предотвращали обрушения нижнего слоя непосредственной кровли, в связи с чем необходимо было применять деревянные затяжки (обаполы, укладываемые меж­ ду верхняками и кровлей).

48

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ