Разрушение приконтурного массива на сопряжении штрека с лавой и меры по усилению крепи

Последствия недостаточно эффективных мер по охране штрека, реализованных непосредственно при его проведении, сказываются в зоне сопряжения с лавой нередко уже при первом и почти всегда при повторном использовании выработки. Они заключаются в повышенной вертикальной и горизонтальной конвергенции, разрушении крепи под действием сосредоточенных нагрузок и выдавливании ее элементов в закрепное пространство, а также в разрушении непосредственной кровли и почвы пласта на пересечении с контуром штрека. В результате вывала породы из непосредственной кровли пласта подхватить верхние сегменты арочной крепи зачастую удается лишь путем трудоемкой установки боковых консольных подхватов или прогонов со средними стойками (рис. 7.56).

При незаполненном закрепном пространстве большая вертикальная конвергенция приводит к весьма неравномерной просадке арок штрековой крепи в податливых соединениях со стороны лавы с последующим перекосом межрамных соединений.

Неравномерное нагружение арочных рам со стороны выработанного пространства наблюдается прежде всего в выемочных штреках по наклонным пластам (рис. 7.57, а). Нависающая кровля пласта, поддерживаемая податливыми деревянными кострами, оседает по нормали к напластованию таким образом, что стойки симметричных арочных рам выгибаются в полость штрека. В дальнейшем под влиянием вертикальной конвергенции частично изогнутые стойки арочных рам окончательно деформируются. Такого рода деформации крепи можно избежать, если применять асимметричные арочные рамы, в которых находящиеся со стороны лавы стойки настолько смещены в штрек, что кромка кровли пласта при опускании скользит по ним, не деформируя стойки (рис. 7.57, б).

На пологих пластах при использовании податливых костров и расположении узла податливости арки на уровне кромки непосредственной кровли пласта могут происходить аналогичные деформации штрековой крепи после прохода лавы (рис. 7.57, в). При этом неравномерное точечное нагружение арочных рам может наблюдаться и со стороны, противоположной лаве, в случае отсутствия заполнения закрепного пространства. Применение в таких условиях асимметричных арочных рам не позволяет избежать деформаций (рис. 7.57, г) и поэтому является нецелесообразным. В то же время при заполнении закрепного пространства и возведении жестких околоштрековых полос из материалов, быстро воспринимающих нагрузку, можно предупредить появление подобных деформаций крепи и существенно уменьшить конвергенцию в выемочном штреке.

По фактору поддержания кровли на сопряжении штрека с лавой целесообразно выносить приводы забойных конвейеров на штрек, так как это позволяет возводить околоштрековую полосу с минимальным отставанием от лавы. В выемочных штреках, в которых не были предприняты своевременные меры по снижению конвергенции, работы по подрывке почвы и удалению ножек арочных рам на сопряжении штрека с лавой сдерживают подвигание очистного забоя. И, наконец, при слишком сильной конвергенции привод должен оставаться в лаве, хотя это связано с необходимостью устройства машинной ниши (нередко с подрывкой кровли), увеличивающей ширину зоны сопряжения штрека с лавой, и с отставанием возведения около-штрековой полосы, сказывающемся на конвергенции в штреке.

При повышенной мощности пласта, особенно наклонного, кромка его непосредственной кровли находится в зоне верхних сегментов рам арочной крепи. В этом случае арки необходимо подхватывать на достаточно большой высоте над почвой, что возможно только при применении прогонов, поддерживаемых средними стойками, или подхватов с консольными опорными хомутами. Подобное усиление крепи требует применения стоек большой длины и обусловливает значительную ширину незакрепленного пространства между штрековой крепью и первым рядом стоек в машинной нише. Указанные проблемы с поддеванием штрека на сопряжении с очистным забоем разрешимы при размещении привода конвейера в лаве, которое, в свою очередь, связано с другими, уже упоминавшимися выше недостатками.