Влияние крепи на проявления горного давления

16.03.2020

При выборе забойного оборудования встает вопрос об оптимальном типе крепи и требованиях к ее сопротивлению. Для его решения были проанализированы результаты произведенных обследований лав. Выполненным анализом установлено, что тип крепи (поддерживающая кустовая или двух-, трех- и четырехстоечная щитовая) не оказывает влияния на состояние кровли, если сопротивление крепи и расстояние между забоем и призабойными ее консолями одинаковы. Вместе с тем следует принимать во внимание то обстоятельство, что при применении двухстоечной щитовой крепи для достижения удельного рабочего сопротивления 300 кН/м2 необходимо, чтобы номинальное распорное усилие каждой стойки было не менее 1600 кН, а отношение e/f, показывающее степень использования рабочего сопротивления стоек в фактическом сопротивлении секции крепи, составляло не менее 0,7 (рис. 3.23).

При условии, что в секциях четырехстоечной щитовой крепи все стойки погружены одинаково хорошо, удельное рабочее сопротивление 400 кН/м2 может быть достигнуто при усилии номинального сопротивления каждой стойки 700 кН (рис. 3.24). Если же крепь работает не в оптимальном режиме, то для достижения удельного рабочего сопротивления 300кН/м2 необходимо, чтобы усилие номинального сопротивления каждой стойки было не менее 900 кН.

Обычно требуемую несущую способность крепи выражают ее номинальным сопротивлением, отнесенным к единице площади поддерживаемой кровли и определяемым по давлению в гидросистеме, диаметру цилиндров гидростоек и площади поддерживающих элементов. Сопротивление крепи, определенное по физически измеренному давлению в гидростойках, называют фактическим рабочим сопротивлением крепи. На основании результатов наблюдений за вывалами пород из кровли невозможно установить, какой из показателей сопротивления кровли — отнесенный к единице длины лавы или к единице площади кровли — является более существенным, поскольку у всех типов крепи расстояние между забоем и концом призабойной консоли перекрытия примерно одинаково. Хотя можно предположить, что более обоснованным является показатель рабочего сопротивления, отнесенного к 1 м посадочного ряда, все данные о рабочем сопротивлении крепи даются обычно по отношению к 1 м2 поддерживаемой кровли. Тем не менее было бы неверным стремиться получить высокое сопротивление крепи на 1 м2 поддерживаемой кровли при малом распорном усилии гидростоек (т. е. при малых затратах на крепь) за счет применения крайне коротких поддерживающих козырьков.

До сих пор при определении минимально достаточного сопротивления крепи нередко требуется учитывать в первую очередь вынимаемую мощность пласта. Это относится, в частности, к требованию органов горного надзора, сформулированному, в свое время, на основании простейших расчетов, согласно которым минимальное сопротивление крепи должно быть кратно вынимаемой мощности пласта M (м) и составлять не менее 80M (кН/м2).

Возникает вопрос, чем следует руководствоваться для предотвращения вывалов большой высоты — рекомендуемой минимальной величиной рабочего сопротивления крепи независимо от мощности пласта или приведенным выше соотношением? Другими словами, нужно ли в лаве на более мощном пласте большее сопротивление крепи, чем в лаве на пласте меньшей мощности? Результаты исследований показали, что этого не требуется.

Критерием выбора величины рабочего сопротивления крепи должны служить проявления горного давления.

Для предупреждения образования высоких выступов при ступенчатом оседании кровли, по нашему мнению, следует применять крепи с удельным рабочим сопротивлением не менее 400 кН/м2.

Как указывалось выше, на образование вывалов из кровли высотой до 30 см сопротивление крепи не оказывает существенного влияния. В то же время частота вывалов высотой более 30 см непосредственно зависит от сопротивления крепи. Чем выше горное давление, тем больше должно быть сопротивление крепи При небольшом сопротивлении крепи (<20 кН/м2) частота вывалов большой высоты увеличивалась с ростом горного давления с 8 до 29% (рис. 3.25). При среднем сопротивлении крепи (210—300 кН/мг) частота вывалов оставалась примерно постоянной при росте горного давления до 60 МПа. При дальнейшем же его увеличении она повышалась до 21%. В лавах с высоким сопротивлением крепи заметного увеличения частоты вывалов с ростом горного давления установлено не было. Ho все же и при высоком сопротивлении крепи в случае значительного горного давления средняя частота вывалов составляла 11% общей длины лавы. При горном давлении до 60 МПа сопротивление крепи 200 кН/м2 достаточно для предупреждения крупных вывалов пород из кровли. Ho если давление превышает 60 МПа, сопротивление крепи должно быть не меньше 300 кН/м2.

Сопротивление крепи само по себе не может определять эффективность управления кровлей. Оно должно рассматриваться совместно с другими факторами с целью получения ориентировочной количественной оценки его влияния.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна