Рабочее сопротивление крепи и трещинообразование в породах крови

В одном из опытов на модели, при котором характер трещиноватости пород кровли приводил к образованию клиновидных вывалов, удалось показать, что состояние непосредственной кровли может быть существенно улучшено за счет повышения рабочего сопротивления крепи с 200 до 600 кН/м2. Благодари этому повысилось сцепление на контакте непосредственной кроили с основной, что снизило опасность смещения слоев непосредственной кровли по напластованию. Меньшее смещение породной пачки по напластованию обусловило меньшее сдвижение блоков по клинообразующим плоскостям. Трещины уже не могли раскрываться достаточно широко. Равным образом уменьшились частота и ширина вывалов в кровле. Однако удельная поверхность вывалов сократилась лишь с 19,6 до 14,4%. Такая разница ввиду большого разброса данных измерений не может считаться достаточно существенной.

Резкое повышение рабочего сопротивления крепи при уже раскрывшихся трещинах привело к смятию острых концов клиновидных блоков и раздавливанию породной пачки между верхняками крепи и основной кровлей. Поэтому для улучшения состояния непосредственной кровли рабочее сопротивление крепи следует повышать в таких случаях постепенно. Опасность смятия особенно велика после крупных вывалов породы из кровли, поскольку временно может быть прекращено противодействие крепи смещению непосредственной кровли по напластованию. Такую опасность рекомендуется устранять путем уменьшения рабочего сопротивления крепи и установки специальной крепи по линии обреза кровли. Признаком излишне высокого сопротивления крепи является перемещение линии обреза кровли ближе к забою.

При еще большем рабочем сопротивлении крепи или при большей прочности пород непосредственной кровли опасность смятия над крепью может появиться и при отсутствии крупных вывалов породы.

Сравнение данных, полученных при моделировании, с результатами шахтных измерений показывает, что расстояние между концами верхняков (или консолями перекрытий) и плоскостью забоя оказывает большее влияние на частоту и размеры вывалов кровли, чем рабочее сопротивление крепи, если оно не ниже определенного минимального значения.

Над призабойной частью пласта трещины образуются не только в породах непосредственной кровли, заполняющих после нарушения выработанное пространство, но и в вышележащих породных слоях. С увеличением рабочего сопротивления крепи расстояние между такими трещинами уменьшается, причем как и нижних, так и в залегающих над ними породах кровли. Этот факт трудно установить шахтными наблюдениями, так как раскрытие эксплуатационных трещин происходит только при низком сопротивлении крепи, когда такие трещины хорошо видны. При низком сопротивлении крепи сдвижению подвергаются крупные породные плиты, которые смещаются более интенсивно по немногим плоскостям разлома; при высоком сопротивлении крепи менее интенсивное сдвижение породного массива распределяется по большему числу трещин.