книги / Процессы очистных работ

ность посадочной стойки ОКУМ. Если нагрузки на стойку превзойдут ее несущую способность, средняя выдвижная часть будет опускаться, проворачиваясь по резьбе, при этом несущая способность стойки сохранится.

Гидравлическая посадочная крепь «Спутник» – секционная. Каждая секция содержит две гидравлические стойки, которые конструктивно аналогичны гидравлическим стойкам призабойной крепи с внешним питанием. Питание стоек осуществляется от маслостанций, установленных в подготовительных выработках, обслуживающих лаву.

В отличие от деревянной посадочной крепи при применении металлической посадочной крепи новый посадочный ряд не возводится заранее, а образуется передвижкой посадочных стоек предыдущего ряда (рис. 6.6). При этом породы непосредственной кровли, потерявшие опору при передвижке стоек специальной крепи, обрушаются. Таким образом, при применении ме-

таллической посадочной крепи про- а б цессы создания нового посадочного ряда и непосредственная посадка кровли совмещаются. Шаг посадки кровли (расстояние, на которое пере-

двигаются стойки посадочной крепи) обычно принимается равным расстояниюмежду осямирядов стоекпризабойнойкрепи.

Процесс посадки кровли при металлической посадочной крепи включает зачистку дорожки, по которой будет передвигаться стойка; разгрузку стойки от веса пород кровли (опускание средней выдвижной части стойки ОКУМ заворачиванием в нижнее основание или сброс давления под поршнем стойки крепи «Спутник»); непосредственную передвижку стойки в новый ряд (стойки ОКУМ пе-

121

редвигаются либо вручную, либо с использованием переносных лебедок, стойки крепи «Спутник», агрегатированные с конвейером, передвигаются гидродомкратами); распор передвинутой стойки на новом месте.

При металлической посадочной крепи, как и при деревянной, посадка кровли может производиться как с разделением лавы на участки, так и без разделения. Лава разделяется на участки для посадки кровли при угле наклона лавы до 15°. Длина участка при этом составляет 30–50 м. Посадка кровли осуществляется одновременно на всех участках с перемещением фронта посадки кровли на участке снизу вверх (см. рис. 6.6, а). При угле наклона лавы более 15° разделение лавы на участки не производится и посадка кровли осуществляется последовательно вдоль лавы в направлении снизу вверх (см. рис. 6.6, б).

При металлической посадочной крепи и металлической крепи призабойного пространства с деревянными верхняками посадка кровли включает извлечение стоек одного ряда металлической крепи призабойного пространства (так как шаг посадки обычно равен расстоянию между осями рядов призабойной крепи) и передвижку посадочных стоек. Время (мин) посадки кровли с разделением лавы на участки в этом случае

Время (мин) посадки кровли без разделения лавы на участки

При металлической посадочной крепи и металлической крепи призабойного пространства с металлическими верхняками посадка кровли включает извлечение стоек одного ряда металлической крепи призабойного пространства, снятие металлических верхняков и передвижку стоек посадочного ряда. Время (мин) посадки кровли с разделением лавы на участки в этом случае

122

Время (мин) посадки кровли без разделения лавы на участки

В приведенных выше выражениях для расчета времени посадки кровли приняты следующие обозначения:

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 – расстоянию между бутовыми полосами (органной крепью и т.п.), предназначенными для охраны подготовительных выработок;

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

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

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;

bст – расстояние между осями металлических посадочных стоек в посадочном ряду, м;

Kпер – поправочный коэффициент к норме выработки на передвижку металлических стоек посадочного ряда;

Hпер – норма выработки на передвижку металлических посадочных стоек при продолжительности рабочей смены Tсм.

123

6.1.3. Расчет параметров установки специальной (посадочной) крепи

Нагрузка на специальную (посадочную) крепь от веса пород непосредственной кровли, отнесенная к 1 м длины посадочного ряда (кН/м), определяется по формуле

Q =1,25Bhнγн (3B2 +8Blш +6lш2 ),

где hн – мощность пород непосредственной кровли, м;

γн – плотность (объемный вес) пород непосредственной кровли, т/м3;

B – ширина призабойногопространства послепосадки кровли, м; lш – шаг посадки непосредственной кровли, м.

Ширина призабойного пространства после посадки кровли влаве

B = l1 + (nр – 1)a,

где l1 – расстояниеотзабоя лавы доосипервогорядастоек крепи, м; nр – количество рядов крепи призабойного пространства после

посадки кровли;

a – расстояние между осями рядов стоек крепи призабойного пространства, м.

Расчет параметров деревянного органного ряда. Напомним,

что по правилам безопасности органный ряд возводится отдельными участками длиной не более 5 м и между участками должен оставляться ничем не загромождаемый проход шириной не менее 0,7 м. Последнее требование будет гарантированно выполняться, если будет выполняться равенство

lу + bп = kb,

где lу – длина одного участка органного ряда, м (lу ≤ 5 м);

bп – ширинапроходамежду соседними участками, м (bп ≥0,7 м); k –коэффициент кратности (целое число);

b – расстояние между осями стоек вряду призабойной крепи, м.

124

Расчет параметров деревянного органного ряда предусматривает определение длины одного участка органного ряда, ширины прохода между участками, диаметра стоек крепи, количества рядов стоек в органной крепи, количества стоек, устанавливаемых на одном участке органной крепи.

Количество стоек, которое необходимо установить на одном участке органного ряда, определяется по формуле

где Q – нагрузка на посадочную крепь, отнесенная к 1 м длины посадочного ряда, кН/м;

Pн – несущая способность одной стойки органного ряда, кН,

Pн = σсжF,

где σсж – предел прочности на сжатие материала стойки, кН/см2. Для дерева, сжимаемого вдоль волокон, можно принимать σсж = = 1,5 кН/см2;

F – площадь поперечного сечения стойки, см2.

Диаметр стойки органного ряда (см) может быть определен по выражению

d =11 m,

где m – вынимаемая мощность пласта, м.

Рассчитанный диаметр стойки округляется до ближайшего целого значения.

Количество стоек, которое можно установить на одном участке органного ряда в одном ряду

Nм =100d +lzу ,

где lу – длина одного участка органного ряда, м (lу ≤ 5 м); d – диаметр стойки, см;

125

z – расстояние между стойками в органном ряду, см. Значение z принимается в пределах от 3 до 5 см.

Соотношение Nн и Nм определяет необходимое количество рядов стоек органного ряда. Если Nн ≤ Nм, стойки в органном ряду устанавливаются в один ряд (однорядная органная крепь) и количество стоек, устанавливаемых на одном участке органного ряда, равно Nм. Если Nм < Nн ≤ 2Nм, стойки в органном ряду устанавливаются в два ряда и количество стоек, устанавливаемых на одном участке органного ряда, составляет 2Nм.

Расчет параметров деревянной кустовой посадочной крепи.

Этотрасчет предусматривает определение диаметра стоек, количество стоеквкусте, расстояниемежду осямикустоввпосадочном ряду.

Диаметр деревянных стоек и несущая способность стойки определяются так же, как это рассмотрено выше при расчете параметров органной посадочной крепи.

Расчетное расстояние между осями кустов в посадочном ряду (м) рассчитывается по формуле

bкp = PQн.к ,

где Pн.к – несущая способность куста стоек, кН;

Q – нагрузка от веса пород непосредственной кровли, отнесенная к 1 м длины посадочного ряда, кН.

Несущая способность куста стойки (кН)

Pн.к = Pнnст,

где Pн – несущая способность стойки, кН;

nст – количество стоек в кусте. Обычно в кусте 3–5 стоек. Окончательно расстояние между осями кустов посадочного

ряда (bк) принимается кратным целому числу расстояний между осями стоек в ряду призабойной крепи (b), что обеспечит при необходимости свободный проход рабочих, занятых посадкой кровли, в закрепленное призабойное пространство лавы. При этом следует

126

иметь в виду, что принятое расстояние между осями кустов (bк) не может превышать расчетное ( bкp ).

Расчет параметров установки металлической посадочной крепи. При металлической посадочной крепи подлежит определению расстояние между осями стоек посадочного ряда.

Расчетное расстояние между осями металлических стоек в посадочном ряду (м) рассчитывается по формуле

bстр = PQн.ст ,

где Pн.ст – несущая способность металлической стойки по технической характеристике [1], [2], кН;

Q – нагрузка от веса пород непосредственной кровли, отнесенная к 1 м длины посадочного ряда, кН.

При применении металлических посадочных стоек трения ОКУМ окончательное расстояние между осями стоек посадочного ряда (bст) принимается кратным целому числу расстояний между осями стоек в ряду призабойной крепи (b). При этом следует иметь в виду, что принятое расстояние между осями стоек посадочной

крепи (bст) не может превышать расчетное (bстр ).

При применении гидравлической посадочной крепи «Спутник» расстояние между осями стоек может принимать значения только 0,9 и 1,8 м, поэтому окончательное расстояние между осями стоек крепи «Спутник» должно принимать одно из указанных значений, ближайшее меньшее к расчетному.

127

7. КРЕПЛЕНИЕ СОПРЯЖЕНИЙ

При столбовых системах разработки места́, где призабойное пространство лавы соединяется с подготовительными выработками, обслуживающими лаву, называются сопряжениями. Безопасности сопряжений при этом уделяется большое внимание, и сопряжения при столбовых системах обязательно крепятся.

При сплошных системах разработки подготовительные выработки, обслуживающие лаву, отстают от забоя лавы на ширину призабойного пространства, которое закреплено призабойной крепью, и поэтому дополнительное крепление сопряжений не требуется.

Крепление сопряжений при столбовой системе может осуществляться механизированной или стоечной крепью. Механизированная крепь сопряжений применяется только в том случае, если призабойное пространство закреплено механизированной

крепью. Некоторые механизированные комплексы [1], [2] в своем составе имеют механизированную крепь сопряжений, что исключает необходимость выбора. Если же в составе механизированного комплекса механизированная крепь сопряжений отсутствует, то допускается использоватькрепидругихмеханизированныхкомплексов.

Механизированная крепь сопряжений состоит из двух секций, конструкция которых аналогична конструкции секций крепи призабойного пространства с той лишь разницей, что секции крепи сопряжений имеют более удлиненное перекрытие. Секции крепи сопряжений устанавливаются в подготовительной выработке (рис. 7.1), верхние перекрытия секций распираются под верхняки крепи подготовительной выработки.

128

По мере подвигания забоя лавы передвигается и крепь сопряжений. Передвижка секций крепи сопряжения последовательная. Сначала разгружается одна секция крепи сопряжения и передвигается, отталкиваясь от второй секции. После передвижки первой секции и ее распора на новом месте разгружается и передвигается вторая секция креписопряжения, подтягиваясь кранее передвинутой.

Передвижка секций механизированной крепи сопряжений осуществляется в каждом цикле, т.е. шаг передвижки крепи сопряжений равен подвиганию забоя лавы за цикл.

Время передвижки механизированной крепи сопряжений (мин) определяется по формуле

где Tсм – продолжительность рабочей смены, мин.; r – подвигание лавы за цикл, м;

Kм.к.с – поправочный коэффициент к норме выработки на крепление сопряжения (передвижку секций) механизированной крепью; Hм.к.с – норма выработки на крепление сопряжений (передвижку секций) механизированной крепи при продолжительности сме-

ны Tсм, м;

nм.к.с – количество рабочих очистного забоя, занятых на креплении сопряжений (передвижке секций) механизированной крепью. Обычно 2–3 человека.

Трудозатраты на крепление сопряжения механизированной крепью (чел.см.)

Τм.к.с = nм.кT.сTм.к.с . см

Сопряжения крепятся стоечной крепью в случае, когда призабойное пространство лавы закреплено стоечной крепью. Кроме того, возможно применение стоечной крепи в случае, когда призабойное пространство закреплено механизированной крепью, но в составе механизированного комплекса отсутствует механизированная крепь сопряжений, а применение механизированной крепи сопряжений из других комплексов невозможно.

129

Стоечная крепь сопряжений представляет собой один (рис. 7.2) или два ряда стоек, устанавливаемых в подготовительной выработке под деревянный прогон (прогоны). Стойки крепи сопряжения могут быть либо деревянными (как при деревянной, так и при металлической крепи призабойного пространства), либо металлическими (при металлической крепи призабойного пространства). В качестве металлических стоек крепи сопряжений используются, как правило, стойки трения (гл. 4). Прогон представляет собой деревянный брус длиной 4–6 м. Длина прогона, как правило, принимается кратной расстоянию между осями рам крепи подготовительной выработки.

Рис. 7.2. Крепление сопряжения стоечной крепью

Стоечная крепь сопряжения опережает забой лавы на 20–40 м. Конкретная величина этого опережения определяется размером зоны интенсивного горного давления впереди забоя лавы и на действующей шахте принимается на основании имеющегося опыта.

По мере подвигания забоя лавы стоечная крепь сопряжения наращивается впереди забоя лавы и погашается позади призабойного пространства. Технология наращивания стоечной крепи сопряжения предусматривает подъем прогона под верхняки рам крепи подготовительной выработки встык с ранее установленным прогоном и установку стоек под прогон. Стойки крепи сопряжения ставятся под прогон на расстоянии 0,8–1,25 м друг от друга. Обычно это расстояние принимают кратным расстоянию между осями рам крепи подготовительной выработки. Следует иметь в виду, что при установке стоеч-

130