Обрушение консольных плит кровли

Обрушение зависающих консольных плит кровли может привести к завалам лав с индивидуальной крепью. При применении механизированных крепей оно приводит к смещению перекрытий секций крепи к забою.

Расстояние между соседними продольными трещинами в непосредственной кровле часто равно ширине вынимаемой полосы угля, но нередко оно составляет всего несколько дециметров или даже сантиметров. В некоторых же случаях это расстояние достигает ширины призабойного пространства лавы. Если в непосредственной кровле имеются плоскости ослабления, то этими плоскостями и трещинами породы кровли расчленяются на большие и относительно мощные плиты, при зависании которых значительно усложняются условия работы крепи, что может потребовать применения специальных мер ее защиты.

Подобные плиты могут образовываться при следующих условиях:

- прочной непосредственной кровле мощностью от одной до двух мощностей пласта, отделенной от основной кровли плоскостью ослабления;

- небольшом горном давлении;

- малом рабочем сопротивлении крепи;

- отходе лавы от разрезной печи при применении способа управления горным давлением полным обрушением.

На основе результатов моделирования составлены расчетные схемы поддержания отделившегося от массива блока непосредственной кровли (рис. 2.8).

Сопротивление крепи составляло 132 кН на 1 м длины лавы. Нагрузка от отделившегося от кровли породного блока равнялась 260 кН/м. Простой расчет показывает, что блок удерживался от обрушения только потому, что один его конец опирался на обрушенные породы (нагрузка 72 кН/м), а второй удерживался у забоя силами сцепления с породным массивом (56 кН/м) (см. рис. 2.8,а). Способность обрушенных пород и призабойной части пласта воспринимать часть нагрузки, обусловленной весом отделившейся от основного массива породной толщи, играет существенную роль и в натурных условиях. В противном случае было бы трудно объяснить успешное применение в последние годы крепей с небольшим рабочим сопротивлением при управлении кровлей полным обрушением.

Рассмотрим теперь случай, когда рабочее сопротивление крепи повышено до такой величины, что она одна способна выдерживать нагрузку от веса отделившейся от массива породной плиты. Так как центр тяжести породного блока находится примерно над вторым рядом стоек, рабочее сопротивление одного лишь этого ряда стоек должно составлять 260 кН/м.

Значительно ухудшатся условия работы крепи после выемки следующей полосы угля (см. рис. 2.8,б). Центр тяжести породного блока будет расположен уже за пределами последнего ряда стоек. Его вес будет передаваться на задний ряд стоек через плечо рычага, что потребует увеличить их рабочее сопротивление более чем в два раза. В данном случае для удержания породного блока в равновесии необходимо рабочее сопротивление стоек не менее 700 кН/м. Еще большее сопротивление требуется при расположении трещины отделения блока от массива ближе к стойкам.

Фактически в модели можно было применить лишь стойки с рабочим сопротивлением, соответствующим 66 кН/м. Поэтому задние консоли шарнирных верхняков опускались в связи с просадкой стоек. Верхним опорам задних стоек пришлось сместиться в направлении к забою, и стойки приняли наклонное положение, сместив через шарнирные верхняки к забою передние стойки. Для повышения устойчивости крепи могут быть использованы распорные наклонные стойки( рис. 2.9,а), возможно также взрывание блоков или выкладка костров по линии обрушения. После взрывания породных блоков за стойкой А (рис. 2.9,б) нагрузка на стойку В снизилась бы до 300 кН/м, а при взрывании за стойкой В — до 100 кН/м. При выкладке костров (рис. 2.9, в) нагрузка на заднюю стойку после перестановки крепи уменьшилась бы до 170 кН/м.