11.1.2 Технологические схемы и рабочие операции при посадке кровли в лавах пологонаклонных пластов

Технологические схемы управления кровлей в лаве полным обруше­нием характеризуются типом применяемой посадочной крепи, плотностью ее установки (количество стоек на 1 м посадочного ряда, зависящее от расстоя­ния между ними), шагом передвижки (переноски) этой крепи и посадки кровли. Шаг посадки кровли это величина между рядами передвигаемой (пе­реносимой) посадочной крепью и вновь возводимой, кратная шагу выемоч­ной полосы. На практике это величина составляет 0,8; 0,9 (реже 1,0 м); 1,26 и 1,6 м (рис. 11.6).

Шаг передвижки (переноски) посадочной крепи по величине не всегда

совпадает с шагом посадки кровли. Такое возможно при шахматной схеме расстановки стоек ОКУ (см. рис. 11.6, д).

В свою очередь шаг посадки кровли не всегда по величине совпадает с шагом ее обрушения. Такое происходит при зависании нижних слоев кровли, что с точки зрения управления ею нежелательно.

Состав и последовательность выполнения ручных операций в лаве по-логонаклонного пласта при посадке кровли с применением стоек типа ОКУ:

- контроль за состояниями кровли и призабойной крепи;

- зачистка места установки и передвижки стойки;

- дистанционная разгрузка стойки путем выбивки обушком (клеваком) клина замка;

- передвижка стойки на новую рабочую позицию с помощью удли­ненного приспособления с крюком (длина приспособления зависит от шага посадки кровли и может составлять 1,0-1,6 м) или ручной канатной лебедкой;

- установка стойки на новой рабочей позиции;

- с помощью воротка раздвижка стойки до контакта с кровлей и ее расклинивание в замковом поясе;

- с помощью воротка поворотом винтовой части сообщение стойке начального (предварительного распора);

- затем поочередно разгружаются стойки призабойной крепи, которые с помощью крюка извлекаются из выработанного пространства.

Рисунок 11.6- Технологические схемы управления кровлей (в лаве) полным

обрушением с применением посадочных стоек при различных шагах посадки

и переноски крепи: а, в- 1,6 м; б-1 м; г, д — 0,8 м и а, в- 1,6 м; б- 2 м; г,

д- 0,8м, 1,6м

В качестве средств механизации передвижки стоек ОКУ (особенно большой массы) могут применяться ручные лебедки, подсоединяемые к при-забойным стойкам или рештачному ставу, конец каната которых закрепляется к посадочной стойке ОКУ через отклоняющий блок или напрямую.

Эффективнее и безопаснее посадку кровли осуществлять механизиро-ванными специальными крепями типа СГВу (рис. 11.7).

Рисунок 11.7 - Схема размещения посадочной крепи СГВу в лаве

Состав работ и последовательность их выполнения при извлечении стоек и ворхияков призабойной крепи, передвижки (переноски) посадочной крепи за-

висит от их конструкции и схемы размещения призабойных крепежных рам. На рисунке 11.8 схематически представлены некоторые варианты посадки кровли в лавах при выемке тонких пологонаклонных угольных пластов.

Рисунок 11.8 — Графическая интерпретация посадки кровли в лавах, оборудованных призабойными гидравлическими стойками и металлическими верх-няками: а - 1ГВП и IBP; б - ЗГВПУи 1ВИК; β - ЗГВПУ, 1ВВ30 и "Спутник"

При отсутствии в посадочном ряду специальной крепи, когда ее функ­цию выполняет последний ряд стоек призабойной имеет место, так называе­мая, безорганная посадка кровли (см. рис. 11.8, а). Функцию посадочной кре­пи могут также выполнять установленные между крепежными рамами приза­бойной крепи стойки усиления (см. рис. 11.8, б). При механизированной пе­редвижке посадочных стоек первоначально извлекается призабойная крепь. Все рабочие операции при посадке кровли должны производиться из закреп­ленного пространства.

В посадочном ряду лавы, закрепляемой металлической индивидуаль­ной крепью необходимо не более чем через 5 м ( в зависимости от длины участка зависания кровли при посадке) устанавливать под подлапок деревян­ные контрольные стойки, по интенсивности наблюдаемой их деформаций (размочаливания, поломок и расщепления) которых, включая и сопровож­дающие звуковые эффекты, определяется характер и режим обрушения об­нажаемой кровли. В случаях отклонения режима и параметров обрушения пород от установленных "Паспортом..." необходимо приостановить процесс посадки кровли. Это свидетельствует об изменении структурно-прочностных свойств пород, т.е. категории массива кровли по обрушаемости. При повто­рении подобных случаев необходимо в "Паспорт ..." внести соответствую­щие дополнения, которые утверждаются главным инженером шахты.

Посадка кровли может при определенных условиях производится од­новременно участками по длине лавы (рис. 11.9). Лава (см. рис. 14.9) по дли­не 1„ = К "С ~С разбивается на равные по длине участки: /_уч], 1_уч2 и 1_уч3.

На границе этих участков в пределах шага посадки /_я пробивается огради­тельная органная крепь. Одновременно на всех участках в одном направле­нии производится посадка кровли. При ее завершении на участке органная крепь извлекается.

Рисунок 11.9 — Принципиальная схема посадки кровли в лаве участками по ее

длине при выемке угольного пласта: 1 - посадочная крепь; 2 - направление

посадки на участках; 3 - поперечная оградительная органка, установленная

в пределах шага посадки 1_п

Посадка кровли в лаве участками увеличивает скорость выполнения этого трудоемкого процесса.

Скорость посадки кровли в лаве

где N_пк - число рабочих, занятых на посадке кровли, чел.;

Т_пк - трудоемкость работ по посадке кровли, чел.-мин.;

l_пк - шаг установки посадочной крепи по длине лавы, м;

к_пк - поправочный коэффициент, учитывающий отклонение условий от нормируемых.

Продолжительность работ по посадке кровли в лаве на всем ее протя­жении

где N_уч - количество участков одновременной посадки кровли в лаве по ее длине 1_лп (м), шт.

На рисунке 11.10 представлен фрагмент паспорта управления кровлей полным обрушением при ее посадке участками в струговой лаве. Длина уча­стков посадки в этом случае кратна длине пая.

Механизированное удаление деревянной призабойной крепи в вырабо­танном пространстве при полном обрушении кровли производится с приме­нением петли каната и посадочной лебедки, развивающей достаточное тяго­вое усилие (рис. 11.11).

Рисунок 11.11 - Схема механизированного удаления деревянных стоек в вырабо танном пространстве при посадке кровли в лаве: 1 - посадочная лебедка; 2 -рабочий канат лебедки; Зи4- отрезки канатов соответственно в работе и

заготовленный с петлей 5; 6-упорная стойка; 7 и 8- соответственно приза-бойные деревянные и посадочные (ОКУ) стойки; 9 — обводной блок

Последовательность выполнения рабочих операций при механизиро­ванном извлечении деревянных стоек под руководством лица участкового технического надзора:

- перед началом работы вдоль линии обрушения ограниченной поса­дочной крепью (органный ряд, кусты, ОКУ или др.) со стороны забоя растя­гивается отрезок каната, который будет использован при извлечении крепи в следующем цикле;

- затем одним рабочим устанавливается упорная стойка на одном кон­це уложенного в предыдущем цикле отрезка каната, конец которого соединя­ется с канатом лебедки, пропущенным через обводной блок, размещенный в начале лавы на установленной упорной стойке;

- вторым рабочим по команде первого включается лебедка и тем са­мым производится постепенное удаление деревянных стоек в полосе вырабо­танного пространства, равной шагу посадки кровли, при контроле этого про­цесса по усилиям натяжения каната;

- при остановке лебедки ИТР и рабочим, поддерживая связь с лебед­чиком, проверяется и устанавливается ее причина, при необходимости пере­цепляется канат лебедки (ослабление отрезка каната достигается с помощью лебедки при освобожденном второго конца каната, соединение канатов дела­ется легкоразъемным);

- после завершения вышеуказанных рабочих операций проверяется состояния крепи в лаве и кровли в выработанном пространстве.

11.13 Особенности управления кровлей в лавах полным обрушением при выемке крутонаклонных и крутых пластов по простиранию

При полном обрушении кровли в лавах крутых и крутонаклонных пластов в качестве посадочной крепи чаще используются деревянные стойки, устанавливае­мые в органный ряд (одно-, двурядный). При посадке кровли могут также приме­няться стойки типа ОКУ с использованием опорных полков, ручных (рис. 11.12) и посадочных лебедок (рис. 11.13), а также перемещаемых вручную (рис. 11.4).

Рисунок 11.12 — Схема приспособлений для перемещения посадочных стоек ОКУ с использованием ручной лебедки в лаве крутого пласта

Перед переноской стойки ОКУ ниже ее настилается предохранитель­ный полок 1 (см. рис. 11.12). Ручная лебедка 2 закрепляется на усиленной призабойной крепи. Ниже лебедки устанавливается упорная стойка 3, за ко­торую заводится канат. Другой конец каната пропускается через блок 4 и присоединяется непосредственно к посадочной стойке 5. При натяжении ка­ната лебедкой разгруженная стойка под действием собственного веса пере­мещается на новое место установки.

Извлечение стоек деревянной крепи при посадке кровле в лавах кру­тых пластов должно осуществляться только механизированным способом. В частности при малых диаметрах стоек это осуществляется с помощью отрез­ков каната и посадочной лебедки, установленной на вентиляционном штреке. Схемы размещения отрезков каната зависят от шага посадки кровли и спосо­ба выемки пласта (рис. 11.5).

При механизированной посадке (см. рис. 11.15, а и 11.5, в) необходимо иметь три отрезка каната. Один отрезок каната 1 длиною 300 м и диаметром 30,5 мм наматывается на барабан лебедки 2, другой - 3 длиною 150 м соединя­ется с первым петлей, третий отрезок каната 4 (150 м) выводится нижним кон­цом к забою для последующего извлечения крепи. Верхние концы двух пред­варительно расположенных отрезков каната надежно прикреплены к рамам крепи вентиляционного штрека или кусту из деревянных стоек (упоре 5).

После механизированного извлечения крепи необходимо установить качество посадки кровли и состояние стоек нового органного ряда, нижние концы отрезков канатов рассоединяются, поднимаются на штрек и сматыва­ются в бухту.

Рисунок 11.13 — Схема передвижки стоек ОКУ с опорой на полок при

помощи посадочной лебедки ЛПТ-71: 1 — лебедка; 2 — канат; 3 - блок;

4 — полок; 5 -уголковая кран-балка

Крепление и управление кровлей в лавах с применением деревянной призабойной и посадочной крепей требует большой расход лесоматериала, сопряжено с высокими трудозатратами. Применение металлических поса­дочных стоек типа ОКУ при их перемещении повышает опасность работ. В последствии их можно заменить гидравлическими посадочными стойками типа СПВ (см. рис. 11.5).

Рационально применение в качестве посадочной пневмобаллонной крепи различных типоразмеров (рис. 11.16, табл. 11.7).

Разработаны различные конструкции пневмобаллонной крепи по форме, материалам и способам передвижки, но принцип ее взаимодействия с боковыми породами остается неизменным.

Рисунок 11.14 - Схема ручной передвижки стоек ОКУ в шахматном порядке с опорой на полок: а — по­ложение крепи при выемке комбай­ном; б — после передвижки ОКУ на 1,8 м при шаге посадки 0,9:1 — ком­байн "Поиск-1"; 2 — рештачный став; 3 — деревянный полок; 4 — ОКУ; 5 — стойки трения типа Т6-ПК

Рисунок 11.15 - Схемы размещения и крепления отрезков каната для извлечения деревянных стоек в выработанном пространстве с шагом посадки 3,6-4,5 м: а и б- при комбайновой; в и г -молотковой выемках крутого пласта по простиранию

Рисунок 11.1 б - Пневмобаллонная крепь (пневмокостры) многополостные

резинокордовые типоразмеров соответственно 6ПМ2 (а), 6ПМЗ (б) и 6ПМ4 (в), их графическое изображение на "Паспорте ..." (г): 1 — оболочка;

2 и 3 — вентили; 4 —ручка для передвижки пневмокостра

Таблица 11.7- Техническая характеристика пневмокостров типоразмеров

6ПМ

Параметр и единица его измерения	Количественное значение параметра типоразмера костра
	6ПМ2	6ПМЗ	6ПМ4
Рабочий диапазон раздвижности, м	0,4-0,7	0,6-1,0	0,8-1,2
Рабочее давление сжатого воздуха, МПа	0,3-0,5	0,3-0,5	0,3-0,5
Время наполнения сжатым воздухом до давления 0,3-0,5 МПа, с	40	55	80
Время опорожнения (до потери контакта костра с кровлей), с	60	90	110
Масса, кг	50	70	90

Принцип действия пневмокостра заключается в том, что при наполне­нии сжатым воздухом изменяется форма резиновой оболочки, увеличивается его высота до контакта с кровлей. В процессе сближения боковых пород уменьшается объем оболочек пневмокостра, что сопровождается увеличени­ем давления и площади его сопротивления с ними. Пневмокостры работают в режиме нарастающего сопротивления.

Схема установки пневмобаллонного наборного костра типа ПНК-1 в лаве представлена на рисунке 11.17, а его техническая характеристика - в таблице 11.8.

Состав рабочих операций при передвижке пневмокостра ПНК-1:

- контроль за состояниями кровли и призабойной крепи;

- зачистка места передвижки и установки костра;

- дистанционная разгрузка костра путем стравливания (выпуска) воздуха;

Рисунок 11.17 - Наборной пневмобаллонный костер типа ПНК-1: а - схема установки костра в лаве; б - общий вид

- за откидную переднюю опору (задняя выполаживается) перетаски­вание костра на новую рабочую позицию (эти опоры возвращаются в исходное положение);

- от имеющихся в лаве воздухопровода с помощью гибкого шланга, подсоединенного к воздухораспределителю, баллон заполнение бал­лона сжатым воздухом до определенного давления, обеспечивающе­го его предварительный распор.

Таблица 11.8 - Техническая характеристика наборного пневмобаллонного

костра типа ПНК-1

Параметр и единица его измерения	Количественное зна­чении параметра
Мощность пласта, м	0,4-1,0
Угол падения пласта	не ограничен
Усилие предварительного распора, кН: при давлении воздуха в баллонах 0,3 МПа 0,5 МПа	118 196
Габаритные размеры, м: ширина длина высота	0,7 1,3 0,35-1,0
Вес пневмокостра, кг	80
Вес одного баллона, кг	20

Пневмобаллонный костер ПНК-1 (см. рис. 11.17) состоит из набора ре-зинокордовых баллонов 1, оградительной резиновой ленты 2, лыж 3, откид­ных опор 4, соединительных поясов 5, воздухораспределителя 6.

Передвижка пневмокостровой крепи может также осуществляться ме­ханизированным способом с применением переносных пневмодомкратов и упорных стоек.

Требования правил безопасности при посадке кровли [4]:

- мероприятия, обеспечивающие безопасность работ, связанных с по­садкой кровли, должны быть отражены в "Паспорте ...";

- при угле падения пласта свыше 15° производить выбивание крепи во время посадки кровли в лаве разрешается в направлении снизу вверх;

- не допускается ведение других работ ниже передвижения посадоч­ной крепи в случае посадки кровли на наклонных, крутонаклонных и крутых пластах;

- в лавах с индивидуальной крепью работники, занятые на посадке кровли, должны находиться в закрепленных местах;

- в органной крепи должны оставаться окна шириной не менее 0,7 м на расстоянии не более 5 м друг от друга;

- в лавах, закрепленных деревянной крепью, на пластах с углом паде­ния не выше 15°, одновременно с посадкой кровли допускается ведение дру­гих работ (кроме взрывания и работы механизмов, создающих шум) при ус­ловии пребывания людей на расстоянии не менее 30 м от участка, намечен­ного к посадке;

- в случае посадки кровли не одновременно по всей длине лавы, а от­дельными участками, количество их должно быть минимальным; выбивание крепи и посадка должна производиться последовательно в одном направлении;

- порядок посадки кровли отдельными участками или по всей длине лавы и мероприятия по безопасному ведению работ определяется в каждом частном случае паспортом выемочного участка;

- при применении индивидуальной металлической призабойной и об­резной крепи на пластах с углом падения до 25° одновременно с посадкой допускается ведение и других работ в лаве на расстоянии от места посадки, определенном паспортом;

- удаление деревянной крепи во время посадки кровли в лавах должно производиться механизированным или взрывным способом;

- в случае задержки обрушения кровли сверх установленной величины шага ее посадки необходимо применять искусственное обрушение; в этом слу­чае не допускается вести работы в лаве по добыче угля до обрушения кровли;

- работы по подготовке к искусственному обрушению кровли прово­дятся в соответствии с мероприятиями, разработанными согласно рекомен­дациям постоянно действующей комиссии по управлению горным давлением и главным инженером шахты;

- не допускается осуществлять одновременно очистные и посадочные работы в лавах длиною до 100 м с индивидуальной крепью и труднообру-шаемой кровлей.