книги / Процессы очистных работ

роды основной кровли ложатся на обрушенные породы непосредственной кровли, не вызывая динамических явлений, и сопровождаются сравнительно невысоким пылеобразованием.

Вторая схема обрушения пород основной кровли характеризуется тем, что обрушенные породы непосредственной кровли не подбучивают основную кровлю, т.е. между основной кровлей и обрушенными породами непосредственной кровли остается свободное пространство. В этом случае слои основной кровли, разрушаясь с сильным звуковым эффектом, падают на обрушенные породы непосредственной кровли с некоторой высоты, образуя значительное количество пыли и динамические явления, сопровождающиеся сотрясением кровли и почвы пласта, поломкой и падением стоек крепи призабойного пространства, разрушением краевых частей пласта. Эта схема обрушения основной кровли опасна еще возможностью образования воздушной волны.

Управление кровлей полным обрушением может осуществляться как с применением специальной (посадочной) крепи, так и без применения такой крепи.

Управление кровлей полным обрушением без применения специальной (посадочной) крепи имеет место при креплении призабойного пространства лавы механизированной крепью. При подвигании забоя лавы позади передвинутых секций механизированной крепи породы непосредственной кровли зависают в виде консоли, а позади секций образуется незакрепленное пространство. Консольное зависание пород и отсутствие крепи позади секций механизированной крепи и приводит к обрушению пород. По этой причине правила безопасности запрещают заходить за секции механизированной крепи призабойного пространства.

Поскольку крепление призабойного пространства механизированной крепью одновременно является и управлением кровлей в лаве полным обрушением, время управления кровлей и трудозатраты на управление кровлей при механизированной крепи призабойного пространства отдельно не учитываются.

111

Управление кровлей полным обрушением с применением специальной (посадочной) крепи заключается в том, что в призабойном пространстве лавы возводится посадочный ряд специальной крепи, по которому и производится обрушение пород кровли. Специальная (посадочная) крепь может быть деревянной или металлической. Деревянная посадочная крепь применяется как при деревянной, так и при металлической крепи призабойного пространства. Металлическая посадочная крепь применяется только при металлической крепи призабойного пространства.

6.1.1. Управление кровлей полным обрушением с применением деревянной посадочной крепи

На рис. 6.2 показаны основные применяемые виды деревянной посадочной крепи. Первый из этих видов – органная деревянная поса-

представляет собой достаточно жесткую конструкцию, по которой обрезаются породы кровли при обрушении. Органный посадочный ряд состоит из отдельных участков, длина которых (lу на рис. 6.2, а) по правилам безопасности не должна превышать 5 м. Между участками органного ряда оставляется проход (bп на рис. 6.2, а) шириной не менее 0,7 м, который по правилам безопасности не должен ни-

112

чем загромождаться. Указанное требование правил безопасности обеспечивается, когда суммарная длина участка органного ряда и прохода между участками кратна целому числу расстояний между осями стоек в ряду призабойной крепи.

На рис. 6.2, б показан кустовой ряд специальной посадочной крепи, который выполняется из кустов деревянных стоек, устанавливаемых на расстоянии bк между осями кустов. Как правило, куст стоек состоит из 3–5 стоек. На рис. 6.2, б показаны кусты, состоящие из трех стоек.

Кроме рассмотренных выше органной и кустовой специальных посадочных крепей возможно применение и других деревянных посадочных крепей, например костровых, которые выполняются из костров.

Технология управления кровлей полным обрушением с применением деревянной посадочной крепи предусматривает возведение в призабойном пространстве лавы посадочного ряда, по которому должно произойти обрушение пород кровли пласта, и последующее обрушение (посадку) пород кровли.

Для возведения нового посадочного ряда в призабойном пространстве лава может разделяться на участки, в которых работы по возведению специальной крепи ведутся одновременно (рис. 6.3). Число участков, на которые разделяется лава для возведения посадочного ряда, их длина нормативными документами не регламентируются, а определяются наличием рабочих очистного забоя, которые могут быть задействованы на возведении специальной крепи. При этом на каждом участке должны работать 2–3 человека. Разделение лавы на участки для установки специальной крепи может производиться при любых углах падения пласта, включая крутонаклонные и крутые пласты. При этом на пластах крутого и крутонаклонного падения по границам участков, а иногда и внутри участка устраиваются полки, обеспечивающие безопасность работающих ниже рабочих. Разделение лавы на участки для установки посадочной крепи не является обязательным, но позволяет сократить время установки специальной крепи, так как полное время ус-

113

N уст – количество стоек посадочной крепи, которое надо установить на одном участке;

Kсп – поправочный коэффициент к норме выработки на установку деревянной посадочной крепи;

Hсп – норма выработки на установку деревянной посадочной крепи при продолжительности смены Tсм, стоек/смену;

nусп – количество рабочих, занятых на одном участке на возведении посадочной крепи.

При возведении посадочной крепи без разделения лавы на участки

где Nст – количество стоек посадочной крепи, которое надо установить в лаве;

nсп – количество рабочих, занятых на возведении посадочной крепи.

Условное время возведения деревянного посадочного ряда в расчете на цикл (мин) как при разделении лавы на участки, так и без разделения определяется по формуле

T r = rTсп ,

сп lш

где r – подвигание лавы за цикл, м; lш – шаг посадки кровли, м.

Условные трудозатраты (чел.см.) на возведение деревянного посадочногоряда врасчетена циклприразделениилавы научастки

τr = nуnспу Tспr ,

сп Tсм

где nу – количество участков, на которые разделена лава для возведения деревянного посадочного ряда.

Условные трудозатраты (чел.см.) на возведение деревянного посадочного ряда в расчете на цикл без разделения лавы на участки

115

τр = nспTспr . сп Tсм

Возведение деревянной посадочной крепи в лаве осуществляется на основании утвержденного для данной лавы паспорта крепления и управления кровлей в лаве. Методика расчета паспорта установки специальной крепи рассмотрена в п. 6.1.3.

Технология посадки кровли (обрушения пород кровли) при деревянной посадочной крепи определяется углом падения пласта, видом стоечной крепи призабойного пространства. При угле падения пласта до 15° лава разделяется на участки длиной по падению не менее 30–40 м (рис. 6.4, а) и посадка кровли производится на всех участках одновременно. При этом фронт посадки кровли на каждом участке перемещается повосстанию пласта, т.е. снизу вверх.

При угле падения пласта более 15° лава на участки не разделяется и посадка кровли производится последовательно вдоль лавы в направлении снизувверх(рис. 6.4, б).

При деревянной крепи призабойного пространства и деревянной посадочной крепи посадка кровли предусматривает удаление деревянной крепи призабойного пространства между старым и новым посадочными рядами и удаление старого посадочного ряда.

а б Удаление деревянных стоек призабойной крепи и посадочного ряда может осуществляться несколькими способами:

− вырубкой удаляемой стой-

116

ки топором, при нахождении под защитой соседней стойки. Этот способ достаточно опасен, поэтому сегодня практически не применяется;

−перебивкой удаляемых стоек взрывными работами с использованием специально изготовляемых для этой цели патронов;

−выдергиванием удаляемых стоек с помощью лебедки, устанавливаемой на вентиляционной подготовительной выработке, обслуживающей данную лаву. В этом случае удаляемые стойки предварительно охватываются канатом.

Очевидно, что посадка кровли – процесс весьма трудоемкий

итравмоопасный, именно поэтому возведение органной посадочной крепи осуществляется участками длиной не более 5 м, а между участ-

ками оставляются ничем не загромождаемые проходы шириной не менее 0,7 м. Такая конструкция органного ряда позволяет рабочим очистного забоя быстро перейти в закрепленное пространство в случае возникновения опасной ситуацииприпосадке кровли.

Время (мин) посадки кровли с разделением лавы на участки при деревянной посадочной крепи и деревянной крепи призабойного пространства рассчитывается по формуле

Время (мин) посадки кровли без разделения лавы на участки при деревянной посадочной крепи и деревянной крепи призабойного пространства рассчитывается по формуле

При деревянной посадочной крепи и металлической крепи призабойного пространства с деревянными верхняками посадка кровли предусматривает извлечение стоек металлической крепи призабойного пространства между старым и новым посадочными рядами и удаление старого деревянного посадочного ряда. Время (мин) посадки кровли с разделением лавы на участки в этом случае

117

Время (мин) посадки кровли без разделения лавы на участки

При деревянной посадочной крепи и металлической крепи призабойного пространства с металлическими верхняками посадка кровли включает извлечение стоек металлической крепи призабойного пространства между старым и новым посадочными рядами, снятие металлических верхняков и удаление старого деревянного посадочного ряда. Время (мин) посадки кровли с разделением лавы на участки в этом случае

Время (мин) посадки кровли без разделения лавы на участки

В приведенных выше выражениях для расчета времени посадки кровли

T упос – время посадки кровли на одном участке, мин; Tсм – продолжительность рабочей смены, мин;

lу – длина одного участка, м;

Lп.р – длина посадочного ряда в лаве, м. При столбовых системах разработки длина посадочного ряда равна длине лавы, при сплошных системах длина посадочного ряда равна расстоянию между бутовыми полосами (органной крепью и т.п.), предназначенными для охраны подготовительных выработок;

lш – шаг посадки кровли, м;

118

Kуд – поправочный коэффициент к норме выработки на удаление деревянных стоек призабойной крепи и посадочного ряда;

Hуд – норма выработки на удаление деревянных стоек призабойной крепи и посадочного ряда при продолжительности рабочей

смены Tсм, м2;

nупос – количество рабочих очистного забоя, занятых на посадке кровли на одном участке;

nпос – количество рабочих очистного забоя, занятых на посадке кровли;

a – расстояние между осями рядов стоекпризабойнойкрепи, м; b – расстояние между осями стоекпризабойнойкрепи вряду, м; Kиз – поправочный коэффициент к норме выработки на извле-

чение металлических стоек призабойной крепи;

Hиз – норма выработки на извлечение металлических стоек призабойнойкрепи припродолжительности рабочейсмены Tсм, стоек;

Kсн – поправочный коэффициент к норме выработки на снятие металлических верхняков;

Hсн – норма выработки на снятие металлических верхняков при продолжительности рабочей смены Tсм, верхняков.

Условное время посадки кровли (мин) в расчете на цикл при любой крепи призабойного пространства как при разделении лавы на участки, так и без разделения рассчитывается по формуле

Tпосr = rTlпос ,

ш

где r – подвигание лавы за цикл, м.

Условные трудозатраты (чел.см.) на посадку кровли в расчете на цикл при работе с разделением лавы на участки как при деревянной крепи призабойного пространства, так и при металлической рассчитываются по формуле

где nу – количество участков, на которые разделена лава для посадки кровли.

119

Условные трудозатраты (чел.см.) на посадку кровли в расчете на цикл при работе без разделения лавы на участки как при деревянной крепи призабойного пространства, так и при металлической рассчитываются по формуле

τпосr = nпосTTпосr . см

6.1.2. Управление кровлей полным обрушением при металлической посадочной крепи

Металлическая посадочная крепь в лавах применяется только на пластах пологого или наклонного падения при металлической крепи призабойного пространства. В настоящее время промышленностью выпускаются посадочные стойки (тумбы) трения ОКУМ (рис. 6.5, а) и гидравлические посадочные стойки«Спутник» (рис. 6.5, б).

движной части, позволяющей изменять высоту стойки соответственно вынимаемой мощности пласта, подстроечного винта, позволяющего создать необходимый первоначальный распор. Основание имеет внутреннюю резьбу трапециевидного сечения с большим шагом (8–12 см), такую же резьбу, только внешнюю, имеет средняя выдвижная часть стойки. К основанию приварен замок, при закрывании которого во внешнюю резьбу средней части входит сухарь. Силы трения, возникающие между профилем резьбы и сухарем, определяют несущую способ-

120