Предупреждение вывалов и ступенчатого оседания кровли

Успешная работа очистного забоя в значительной мере зависит от того, в какой степени удается предотвращать образование вывалов и ступенчатого оседания кровли. Проведенные исследования по разработке мероприятий, направленных на улучшение состояния кровли, позволили дать определенные рекомендации, которыми следует руководствоваться при выборе параметров механизированных крепей. Основными из этих параметров являются сопротивление крепи, расстояние между забоем и концами призабойных консолей перекрытий и продолжительность запаздывания крепления. При выборе крепи следует принимать во внимание будет ли крепь в течение всего срока службы (который может составлять 8—10 лет) эксплуатироваться в уже известных горно-геологических условиях (к которым относятся строение кровли и ожидаемое горное давление) или же условия эксплуатации крепи в течение всего срока службы заранее нельзя достаточно точно предсказать. В последнем случае необходимо исходить из наиболее неблагоприятных условий эксплуатации.

В приводимых ниже требованиях учитывалось то обстоятельство, что в действующих лавах проектные параметры крепи, как правило, не достигаются. Это относится как к сопротивлению крепи, так и к расстоянию между забоем и концами призабойных консолей перекрытий. Согласно результатам производственных наблюдений за состоянием кровли в лавах среднее рабочее сопротивление гидростоек механизированной крепи в течение рабочего цикла соответствует номинальному усилию начального распора. Среднее расстояние между забоем и призабойными консолями перекрытий крепи примерно вдвое больше номинального, т. е. при передвинутой к забою секции крепи и нормальном к напластованию положении плоскости забоя.

Требования к крепи для эксплуатации в неопределенных условиях. Они заключаются в следующем:

- удельное сопротивление передвинутых к забою секций крепи при давлении в гидростойках, соответствующем усилию начального распора, — 400 кН/м2;

- удельное рабочее сопротивление секций крепи, отстоящих от забоя на шаг передвижки, — 400 кН/м2;

- расстояние между забоем и концами призабойных консолей перекрытий не должно быть больше безопасного зазора, требуемого для беспрепятственного прохода исполнительного органа выемочной машины. При выборе последней следует обращать внимание на ширину исполнительного органа, с тем чтобы безопасный зазор был как можно меньшим. Рекомендуемая ширина безопасного зазора — не более 30 см;

- должна быть предусмотрена возможность встраивания в перекрытия дополнительных консольных элементов, уменьшающих ширину незакрепленной призабойной полосы кровли (откидных или выдвижных консолей);

- запаздывание крепления должно быть как можно меньшим;

- для комбайновых лав рекомендуются крепи, работающие с «резервированным» шагом передвижки.

Требования к крепи для эксплуатации при устойчивой непосредственной кровле (песчаники, песчанистые сланцы). При горном давлении менее 40 МПа* в кровле часто образуются заколы с образованием выступов, но почти не наблюдаются вывалы пород. Требования к крепи, работающей в таких условиях:

- удельное сопротивление передвинутых к забою секций крепи при давлении в гидростойках, соответствующем усилию начального распора, — 400 кН/м2;

- удельное рабочее сопротивление секций крепи, отстоящих от забоя на шаг передвижки, — 400 кН/м2;

- расстояние между забоем и концами призабойных консолей перекрытии — не больше безопасного зазора, требуемого для беспрепятственного прохода исполнительного органа выемочной машины. В связи с ожидаемой малой склонностью кровли к вывалам ширина безопасного зазора может быть больше, чем в предыдущем случае, но не должна превышать 50 см;

- ограничения к запаздыванию крепления не столь высоки, как в предыдущем случае, поэтому для комбайновых лав могут быть рекомендованы крепи, работающие без «резервирования» шага передвижки.

При горном давлении более 40 МПа и малой склонности кровли к вывалам требования к крепи следующие: удельное сопротивление передвинутых к забою секций крепи при давлении в гидростойках, соответствующем усилию начального распора, — 300 кН/м2;

- удельное рабочее сопротивление секций крепи, отстоящих от забоя на шаг передвижки, — 300 кН/м2;

- расстояние между забоем и концами призабойных консолей перекрытии — не больше безопасного зазора, требуемого для беспрепятственного прохода исполнительного органа выемочной машины. В связи с малой склонностью кровли к вывалам этот зазор может быть достаточно большим;

- ограничения к запаздыванию крепления не столь высоки, как при неустойчивой кровле, поэтому для комбайновых лав могут быть рекомендованы крепи, работающие без «резервирования» шага передвижки.

Требования к крепи для эксплуатации ее при неустойчивой кровле (глинистые сланцы) и горном давлении более 60 МПа. Когда над слабой непосредственной кровлей залегают более прочные породные слои, следует ожидать повышенной склонности кровли к вывалам, возрастающей с увеличением давления. Требования к крепи следующие:

- удельное сопротивление передвинутых к забою секций крепи при давлении в гидростойках, соответствующем усилию начального распора, — 300 кН/м2;

- удельное рабочее сопротивление секций крепи, отстоящих от забоя на шаг передвижки, — 300 кН/м2;

- расстояние между забоем и призабойными консолями перекрытий — не больше безопасного зазора, требуемого для беспрепятственного прохода исполнительного органа выемочной машины. Ширина этого зазора должна приниматься возможно меньшей и не превышать 30 см. При высоком горном давлении для поддержания незакрепленной полосы призабойной кровли следует использовать выдвижные или откидные призабойные консоли;

- запаздывание крепления должно быть минимальным; в комбайновых лавах рекомендуется применять крепи, работающие с «резервированием» шага передвижки.