Механизированные крепи для лав с управлением кровлей пневмозакладкой выработанного пространства

16.03.2020

В настоящее время способ управления кровлей пневмозакладкой выработанного пространства можно применять в лавах, оборудованных как костровыми, так и щитовыми механизированными крепями. Однако работы по созданию подобных крепей еще полностью не завершены. В частности, продолжаются работы по созданию механизированных крепей, пригодных для применения на пластах малой мощности.

Рамные механизированные крепи. Лавы с полной закладкой выработанного пространства могут быть оснащены механизированными крепями в том случае, если традиционная технология пневматической закладки, при которой лавный пневмозакладочный трубопровод рассоединяется по мере надобности и переносится отдельными участками, будет приспособлена к работе механизированной крепи. Был разработан пневмозакладочный трубопровод, передвигаемый без разборки вместе с механизированной крепью, закладочный материал из которого подается в выработанное пространство через гидравлически управляемые устройства для бокового выпуска.

В лавах с пневмозакладкой механизированная крепь, кроме обычных для нее функций, должна также:

- поддерживать кровлю в закладываемой полосе выработанного пространства вплоть до откоса закладочного массива, образованного при предыдущем цикле закладки;

- перемещать закладочный трубопровод при передвижке крепи;

- ограждать призабойное пространство от закладываемой полосы выработанного пространства.

При разработке механизированной крепи, соответствующей этим требованиям, исходили из обычных конструктивных схем секций рамной крепи, предназначенных для лав с обрушением кровли. Длина завальной консоли перекрытия была увеличена более чем до 2 м, а вся остальная часть перекрытия, включая его средний шарнир, оставлена без изменений. Применение таких секций дает при наличии дополнительного верхнего домкрата передвижки удовлетворительные результаты на пластах мощностью свыше 2,5 м.

Для улучшения условий поддержания кровли над закладываемой полосой выработанного пространства вначале решили ограничить подвижность среднего шарнира перекрытия за счет использования накладок из листовой стали. Однако в связи с неудовлетворительными результатами испытаний пришлось перейти на усиленные перекрытия с шарнирами, имеющими одностороннее ограничение подвижности. Такая весьма прочная на изгиб конструкция позволила подвесить к задним консолям перекрытия пневмозакладочный трубопровод, размещавшийся ранее на установленных на почве гидравлических опорах (рис. 4.9).

Существенным фактором для эффективности ведения работ с пневматической закладкой выработанного пространства при применении такой крепи является довольно высокое сопротивление на концах консолей, противодействующее смещению кровли над весьма широким поддерживаемым рабочим пространством лавы и создающее условия для укладки максимального объема закладочного материала за цикл. Однако важно и то, что задние консоли перекрытий не приходится вытягивать из закладочного массива, так что в кровле закладываемой полосы не образуются вывалы.

По сравнению с обычной технологией пневматической закладки в лавах с индивидуальной крепью при механизированных крепях в закладочном массиве не образуются «мертвые» зоны (благодаря отсутствию стоек и отшивки), расход закладочного материала на единицу объема выработанного пространства увеличивается на 10—15% при соответствующем уменьшении опускания кровли. Наблюдениями при проведении выработки по закладочному массиву установлено, что опускание кровли равнялось 40—45% вынимаемой мощности пласта (коэффициент усадки закладочного массива 0,55—0,6), тогда как в лавах с немеханизированной крепью оно составляет не менее 50% вынимаемой мощности пласта.

При испытаниях различных типов оградительных элементов. предназначенных для удержания откоса закладочного массива, лучше всего зарекомендовало себя раздвижное ограждение (рис. 4.10). По сравнению с ограждением коробчатого типа оно обладает тем преимуществом, что не сужает ширину прохода между стойками. Зазоры между ограждениями отдельных секций перекрываются полосами из конвейерной ленты с повышающими их жесткость пружинящими металлическими накладками.

Щитовые механизированные крепи. Месторождение, разрабатываемое шахтой «Луизенталь», отличается сильной тектонической нарушенностью и включает 4—5 пластов мощностью 3—5 м. Их разработка осложнена высокой газоносностью пластов, склонностью угля к самовозгоранию, проявлениями сильного отжима и наличием слабых боковых пород. В связи с необходимостью охраны поверхности, а также из-за геологических факторов отработка значительной части месторождения требует применения способа управления кровлей с полной закладкой выработанного пространства, в качестве которой в последнее время применяют преимущественно пневматическую закладку вместо гидравлической.

Анализ показал, что при применении пневматической закладки механизированные крепи должны отвечать следующим дополнительным требованиям:

- крепь должна надежно поддерживать кровлю не только над машинной дорогой, конвейером и проходом для люден, но и над закладываемой полосой выработанного пространства. При достаточно большом расстоянии между забоем и откосом закладочного массива она должна обладать высоким рабочим сопротивлением и обеспечивать высокий коэффициент затяжки кровли;

- пневмозакладочное оборудование должно быть приспособлено к работе механизированной крепи. Пневмозакладочный трубопровод необходимо размещать на секциях крепи таким образом, чтобы обеспечить независимость работ по выемке угля и закладке выработанного пространства;

- большая мощность пласта и значительная длина верхних перекрытий, а также дополнительная нагрузка от пневмозакладочного трубопровода требуют жесткой и стабильной конструкции крепи, устойчивой при передвижении;

- ограждение закладываемой полосы от призабойного пространства лавы должно создавать прочную опору для закладочного массива, предупреждать проникновение закладочного материала в призабойное пространство и не препятствовать нормальной работе крепи. Ограждение не должно требовать больших затрат труда на его обслуживание и быть дорогим в изготовлении;

- закладываемая полоса должна быть доступна для обслуживания пневмозакладочного трубопровода; функции арматуры управления закладочным трубопроводом не должны нарушаться при подаче закладочного материала.

Проводившиеся на шахте «Луизенталь» исследования были направлены на то, чтобы попытаться воспользоваться преимуществами щитовых механизированных крепей, но при пневматической закладке выработанного пространства они предусматривали решение следующих вопросов;

- использование ограждающего перекрытия щитовой крепи в качестве ограждения для закладываемой полосы;

- устройство в ограждающих перекрытиях секций щитовой крепи надежных в эксплуатации закрываемых проходов в закладываемую полосу;

- разработка конструкции, жестко соединенной с базовой частью перекрытия завальной консоли, предназначенной для поддержания кровли над закладываемой полосой выработанного пространства и для закрепления устройства подвески и перемещения пневмозакладочного трубопровода;

- создание надежных в эксплуатации исполнительных и управляющих органов для дополнительных функций щитовой крепи.

На основе результатов предварительных исследований был создан щитовой механизированный комплекс (рис. 4.11). При его разработке в дополнение к перечисленным выше исходным требованиям потребовалось учесть ряд других требований, вытекающих из условий взаимодействия щитовой крепи и пневмозакладочной установки (табл. 4.11).

На технико-экономических показателях первых трех месяцев работы лавы сказались трудности пускового периода. При среднесуточной нагрузке по товарному углю 1457 т сменная производительность труда по забою составляла лишь 16,8 т. В последующий период нагрузка на лаву была лишь незначительно больше (1591 т/сут), но сменная производительность рабочего по забою возросла до 36,3 г. Средние их показатели (1541 т/сут и 27,1 т/смену) были соответственно в два и три раза выше, чем в лаве соседнего участка, оборудованной костровой механизированной крепью.



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