Способ управления кровлей в очистном забое с механизированной крепью

 

Изобретение относится к горной пром-сти и м.б. использовано при управлении кровлей механизированными крепями поддерживающе-оградительного типа. Цель - повышение безопасности ведения работ на пластах с неустойчивой непосредственной кровлей и тяжелой основной кровлей за счет повышения обрушаемости основной кровли при более полном использовании рабочего сопротивления крепи по поддержанию непосредственной кровли на участке ее обнажения. Способ управления кровлей в очистном забое с механизированной крепью включает выемку угля комбайном, разгрузку и передвижку к забою, создание начального распора секций крепи и дополнительную разгрузку. При передвижке секций крепи к забою оставляют запас расстояния до забоя, равный 6 - 8 см. Дополнительную разгрузку, передвижку и распор секций крепи производят с опережением фронта выемки угля на величину зоны влияния угля и передвижки крепи. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕ CKVlX

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4422599/03 (22) 08.04.88 (46) 23.08.91. Бюл. М 31 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела и Производственное обьединение по добыче угля "Ленинскуголь" (72) В.В.Сычев, В.А.Гребенщиков, А.И,Шундулиди, Л.М.Коновалов и А.С.Стариков (53) 622.284 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1270354, кл. Е 21 О 23/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

М 694642, кл. Е 21 С 41/04. 1978.

Авторское свидетельство СССР

N 1460269, кл. Е 21 С 41/04, 1987. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КРОВЛЕЙ В

ОЧИСТНОМ ЗАБОЕ С МЕХАНИЗИРОВАННОЙ КРЕПЬЮ (57) Изобретение относится к горной промсти и м.б, использовано при управлении

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при управлении кровлей механизированными крепями поддерживающе-оградительного типа на пластах с неустойчивой непосредственной и тяжелой основной кровлей.

Целью изобретения является повышение безопасности ведения работ на пластах с неустойчивой непосредственной кровлей и тяжелой основной кровлей за счет улучшения обрушаемости основной кровли при одновременно более полном использовании Ы 1671888 А1 (sl}s Е 21 D,23/ОО.Е 21 С 41/18 кровлей механизированными крепями поддерживающе-оградительного типа. Цель— повышение безопасности ведения работ на пластах с неустойчивой непосредственной кровлей и тяжелой основной кровлей за счет повышения обрушаемости основной кровли при более полном использовании рабочего сопротивления крепи по поддержанию непосредственной кровли на участке ее обнажения. Способ управления кровлей в очистном забое с механизированной крепыш включает выемку угля комбайном, разгрузку и передвижку к забою, создание начального распора секций крепи и дополнительную разгрузку. При передвижке секций крепи к забою оставляют запас расстояния до забоя, равный 6 — 8 см. Дополнительную разгрузку, передвижку и распор секций крепи производят с опережением фронта выемки угля на величину зоны влияния угля и передвижки крепи. 6 ил. рабочего сопротивления крепи по поддержанию непосредственной кровли на участке наибольшей площади ее обнажения — в зоне выемки угля комбайном.

На фиг. 1 изображена схема передвижки секций крепи в лаве при применении предлагаемого способа управления кровлей; на фиг, 2 — схема взаимодействия секции механизированной крепи поддерживающе-оградительного типа с породами неустойчивой непосредственной и тяжелой основной кровли до выполнения на секции операций по дополнительной раэ1671888 грузке, передвижке к забою и распору; на фиг. 3 — соответствующие этой схеме на фиг.

2 зпюры распределения внешней нагрузки

q на перекрытии и ограждении секции; на фиг, 4 — схема взаимодействия секции крепи с породами кровли после ее дополнительной разгрузки, передвижки к забою и распора; нв фиг. 5 — соответствующие этой схеме на фиг. 4 эпю ы распределения внешней нагрузки q на перекрытии и ограждении секции; на фиг. 6 — график зависимости промежутка времени Лт, в течение которого ограждение секции остается непригруженным, от расстояния d, на которое секцию крепи передвигают к забою.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Перед началом выемки угля 1 (фиг. 1) комбайном 2 (стрелкой указано направление выемки) и в дальнейшем с опережением фронта выемки 3, равным ширине зоны влияния выемки угля и передвижки крепи (, секции крепи 4 разгружают, додвигают в сторону забоя 5 и затем распирают, После прохода комбайна 2 указанные секции крепи 4 вновь разгружают, передвигают к забою 5 и распирают.

Ф

До начала производства операций по дополнительной разгрузке, передвижке к забою и распору секций при приближении к ним фронта выемки угля секции крепи 4 (фиг. 2) находятся в нагруженном состоянии при сопротивлении крепи, равном номинальному. Часть внешней нагрузки (от блоков тяжелой основной кровли 6 над крепыш

4) воспринимает перекрытие 7 через непосредственную кровлю 8, а часть (от блоков основной кровли 9 эа крепыш 4) — ограждение 10 через уплотненные обрушенные породы непосредственной кровли 11, В результате эпюра распределения внешней нагрузки q на перекрытии 7 и ограждении

10 секции 4 будет такой, как показано на фиг. 3. С точки зрения поддержания непосредственной кровли (в особенности в зоне ее наибольшего обнажения на участке работы комбайна) такая эпюра нагружения секции невыгодна, поскольку только часть рабочего сопротивления секции крепи 4 (фиг. 2) расходуется на поддержание непосредственной 8 и основной кровли 6 над крепыш.4, в то время как другая его часть расходуется на поддержание обрушившихся пород непосредственной 11 и основной кровли 9 за крепыш 4.

После дополнительной разгрузки секций крепи 4 (фиг. 4), передвижки к забою 5 и распора происходит добавочное обрушение блоков основной кровли за крепыш 4.

Часть этих блоков 9 ложится на почву, а часть под действием сил бокового распора между блоками зависает за крепыш 4. При этом ограждение 10 благодаря дополнительной передвижке секции крепи 4 к забою

5 5 выходит иэ контакта с ранее пригружающими его блоками основной кровли 9. B результате эпюра распределения внешней нагрузки q на перекрытии 7 и ограждении

10 после выхода крепи 4 на рабочее сопро10 тивление становится такой, как показана Аа фиг. 5. С точки зрения поддержания непосредственной кровли на участке ее наибольшего обнажения это наиболее выгодная эпюра нагружения секции крепи, поскольку

15 все полезное сопротивление крепи 4 (фиг. 4) расходуется только на поддержание кровли

6 и 8 над крепыш 4.

Выгодная эпюра нагружения секции крепи (фиг. 5) сохраняется в течение некото20 рого промежутка времени Лтр, пока ограждение 10 секции 4 будет оставаться непригруженным (фиг. 4), По истечении Лс ограждение 10 секции 4 (фиг. 2) получает новую пригрузку от опускающихся за

25 крепыш 4 блоков основной кровли 9 и эпюра нагружения секции 4 вновь становится невыгодной (фиг. 3).

Для того, чтобы по всей ширине В зоны обнажения кровли (фиг. 1) сохранялась вы30 годная эпюра нагружения крепи (фиг. 5) необходимо, чтобы секции крепи 4 (фиг, 1) после их дополнительной разгрузки, передвижки к забою 5 и задания начального распора вновь вышли на рабочее

35 сопротивление до подхода фронта выемки угля 3 и чтобы время сохранения выгодной эпюры нагружения секции 4 Лт с момента ее дополнительной передвижки к забою 5 (фиг. 1) впереди фронта выемки 3 было боль40 ше, чем время Ati. прошедшее с момента дополнительной передвижки крепи 4 к забою 5 до момента ее основной передвижки эа комбайном 2.

Опыт эксплуатации механизированных

45 крепей на пластах с тяжелыми кровлями показывает, что в периоды осадок основной кровли в зоне влияния выемки угля и передвижки механизированная крепь после задания начального распора выходит на

50 рабочее сопротивление в течение 8-15 мин, т.е. в среднем через 11,5 мин. Ширина зоны влияния L (фиг, 1) впереди фронта выемки составляет 15 — 20 см или в среднем 17,5 м, при средней скорости выемки угля и креп55 ления в очистных забоях — 1,5 м/мин, Это расстояние L будет пройдено комбайном за

17,5:1,5 = 11,7 мин, Следовательно, если операции по дополнительной разгрузке, передвижке к забою и распору секций 4 (фиг.

1671888

1)выполнятьсопережениемфронтавыемки МК-75, операции по управлению кровлей

3, равным ширине зоны влияния выемки предлагаемым способомс помощьюсекций угля L, то до подхода фронта выемки 3 ука- крепи ведут два горнорабочих. В каждом занные секции 4 вновь выйдут на рабочее выемочном цикле один горнорабочийдо насопротивление. 5 чала выемки угля и затем с опережением

Интервал At> определяется временем фронта выемки на 25-30 м последовательно прохода комбайном 2 (фиг. 1) расстояния разгружает, додвигает к забою на 6 — 8 см и между секциями 4, на которых производит- распирает каждую секцию. Второй горнорася дополнительная разгрузка и передвижка бочий вслед.за проходом комбайна указанк забою 5 впереди фронта выемки угля 3, и 10 ные секции вновь разгружает, передвигает секциями 4, передвигаемыми к забою 5 по- к забою(оставляя запас расстояния, равный зади комбайна 2. Фактически это расстоя- 6-8 см на додвижку секций к забою в следуние слагается из ширины зоны влияния ющемдобычном цикле) и распирает. выемки угля L впереди фронта выемки 3 Предлагаемый способ управления кров(17,5 м) и ширины зоны обнажения кровли В 15 лей обеспечивает более полное использова(в среднем 10 м) и составляет 27,5 м, Таким ние рабочего сопротивления крепи по образом, при средней скорости выемки угля поддержанию пород кровли в зоне наиболь1,5 м/мин Ati 27,5:1,5 = 18,3 мин. шего ее обнажения в лаве, что повышает

Продолжительность промежутка време- эффективность поддержания неустойчивой ни At/, в течение которого ограждение кре- 20 непосредственной кровли на участке рабопи остается ненагруженным и все полезное ты выемочного комбайна, снижает давление сопротивление крепи расходуется на под- обрушенных за крепыш пород на оградидержание кровли только над крепыш, зави- тельную часть секции, что на крепях поддерсит от расстояния 4, на которое секцию живающе-оградительного типа ведет к крепи после ее дополнительной разгрузки 25 уменьшению деформаций и поломок в эледодвигают к забою (фиг, 6). Из графика фиг. ментах шарнирного четырехзвенника сек6 следует, что для того, чтобы Лtg > Л t> - ции, а также в узлах, соединяющих

18,3 мин, достаточно после дополнительной ограждение и перекрытие крепи. разгрузки передвинуть секции крепи к за- Формула изобретения бою на расстояние б - 6 — 8 см. Приведенный 30 Способ управления кровлей в очистном график зависимости Л1 от d получен по забое с механизированной крепыш, включарезультатам экспериментов в очистных эа- ющий выемку угля комбайном, разгрузку, боях с тяжелыми кровлями. передвижку к забою и создание начального

Таким образом, при осуществлении в распора секций крепи, дополнительные очистном забое операций по дополнитель- 35 разгрузку, передвижку и рвспор секций, о тной разгрузке, передвижке к забою на 6-8 л и ч а ю шийся тем, что. с целью повышесм и распору секций с опережением фронта ния безопасности ведения работ в забоях на выемки угля на расстояние, равное ширине пластах с неустойчивой непосредственной зоны влияния выемки угля L, достигается кровлейитяжелойосновнойкровлейзасчет полное использование рабочего сопротив- 40 повышения обрушаемости основной кровли ления крепи по поддержанию непосредст- при более полном использовании рабочего венной и основной кровли над крепыш в сопротивления крепи по поддержанию незоне наибольшего обнажения кровли. посредственной кровли на участке ее обнаДля применения укаэанного способа жения, при передвижке секций крепи к необходимо также при основной передвиж- 45 забою оставляют запас расстояния до заке секций после прохода комбайна остав- боя, равный 6-8 см, дополнительную перелять запас расстояния, равный 6 — 8 см, на движку секций крепи осуществляют в дополнительную подвижку секций к забою сторону забоя, а дополнительные разгрузку, в следующем выемочном цикле. передвижку и распор секций крепи проиэВ очистном забое, оснащенном механи- 50 водят с опережением фронта выемки угля на эированным комплексом с поддерживаю- величину эоны влияния выемки угля и переще-оградительной крепыш, например движки крепи.

1671888

Фиг.I

Фиг. 2

Фиг.3

1671888

Фиг.4 мин

S0

006 О,ОВ