Способ поддержания подготовительных выработок

 

Изобретение относится к области поддержания повторно используемых участков выемочных выработок при бесцеликовых подготовке и отработке угольных пластов. Сущность изобретения заключается в том, что каждую раму арочной крепи возводят со смещением ее вертикальной оси в сторону массива на угол α, равный 5-6^o, путем установки со стороны первой смежной лавы дополнительной ножки совместно со стойкой рамы, обеспечивающих высокую податливость между стойкой и ножкой при подходе первой лавы. На сопряжении выработки с первой лавой упомянутую стойку демонтируют вместе с дополнительной ножкой, при этом под воздействием косо направленной со стороны первой лавы и боковой со стороны массива нагрузок рама разворачивается относительно основания стойки со стороны массива до вертикальной оси. После прохода лавы восстанавливают демонстрированную стойку без дополнительной ножки с обеспечением симметричной формы рамы относительно ее вертикальной оси за счет возможности установки узлов податливости на одинаковом уровне от почвы выработки. При этом благодаря преобразованию асимметричной формы рамы в симметричную сохраняются заданные параметры и качества крепи на период дальнейшей эксплуатации. 2 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для поддержания повторно используемых участков выемочных выработок при бесцеликовых подготовке и отработке угольных пластов.

Известен способ поддержания кровли выработки на сопряжении с лавой, включающий установку на каждой раме арочной крепи поперечины, подведение крепи сопряжения под поперечины с последующим распором, извлечение ножек рам арочной крепи и отсоединение поперечины после прохода сопряжения для последующей их установки впереди крепи сопряжения, а после прохода крепи сопряжения восстановление ножек рам арочной крепи, при этом до восстановления ножки арочной крепи производят выемку полости под ножку на глубину не менее величины опускания пород кровли в зоне сопряжения выработки с лавой /1/.

Недостатком способа является невозможность сохранить номинальные характеристики арки вследствие того, что установка стоек в выбранные полости не позволяет обеспечить геометрическую форму, размеры арок, а именно высоту, ширину, что ухудшает эксплуатационные качества выработок при повторном использовании. Велика трудоемкость работ по выемке полостей в пучащих почвах глубиной до 1,0 м, что вызывает прирост веса концевых операций на сопряжении с лавой.

Известен способ поддержания подготовительных выработок на границе с выработанным пространством, реализуемый с применением ассиметричной арочной шарнирно податливой крепи, включающий установку до подхода лавы рам крепи с криволинейными верхняками, имеющими крутые и пологие участки и шарнирно соединенными с податливыми стойками со стороны массива, а после прохода лавы со стороны вырабатываемого пространства происходят опускание верхняка и его поворот вокруг шарнира /2/.

Недостатками крепи являются значительные изменения контура рамы за первой лавой вследствие дальнейшего развития асимметричности, уменьшения допустимых зазоров между элементами крепи и эксплуатации оборудованием, практическая непригодность при поддержания выработки в зоне влияния работ второй лавы, в результате чего невозможно сохранить заданные эксплуатационные качества крепи к подходу второй смежной лавы.

В основу изобретения поставлена задача сохранить эксплуатационные качества крепи в зонах влияния очистных работ за счет преобразования начального асимметричного контура рамы в симметричный при сохранении запаса податливости основных узлов соединения верхняка со стойками вплоть до погашения выработки.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе поддержания подготовительный выработок, сохраняемых для повторного использования, исключающем возведение в проводимой выработке арочной податливой крепи из спецпрофиля, работающей в условиях несимметрично приложенных нагрузок при подходе первой смежной лавы, согласно изобретению каждую раму арочной крепи устанавливают со смещением ее вертикальной оси в сторону массива путем установки со стороны первой смежной лавы дополнительной ножки совместно со стойкой рамы, обеспечивающих высокую податливость между стойкой и ножкой при подходе первой лавы, а на сопряжении выработки с первой лавой упомянутую стойку демонтируют вместе с дополнительной ножкой, при этом под воздействием косо направленной со стороны первой лавы и боковой со стороны массива нагрузок неполная рама разворачивается относительно основания стойки со стороны массива до вертикальной оси, после прохода лавы восстанавливают демонтированную стойку без дополнительной ножки с обеспечением симметричной формы рамы относительно ее вертикальной оси за счет возможности установки узлов податливости на одинаковом уровне от почвы выработки.

В сравнении с известным уровнем техники заявляемый способ позволяет обеспечить за первой лавой заранее заданные параметры за счет того, что раму крепи при проведении выработки устанавливают ассиметрично, а при подходе лавы происходит преобразование рамы в симметричную. Благодаря тому, что обеспечивается симметричность формы рамы, а, следовательно, номинальные параметры, поэтому при дальнейшей эксплуатации рамы с сохранением основных качеств податливости, несущей способности, зазоров, достигается высокая работоспособность крепи.

Таким образом, благодаря сохранению заданных параметров обеспечивается поддержание выработки в зонах влияния очистных работ, т.е. достигается технический результат, не известный из сведений об уровне техники, а, следовательно, заявляемое изобретение имеет изобретательский уровень.

На фиг. 1 изображена поддерживаемая выработка с установленной при проведении асимметричной податливой рамой; на фиг.2 выработка с симметричной податливой рамой после прохода первой лавы.

Способ поддержания подготовительных выработок осуществляется следующим образом.

При проведении подготовительной выработки 1 устанавливают четырехзвенные рамы арочной крепи, каждая из которых состоит из верхняка 2, стоек 3 и 4, соединенных между собой узлами податливости 5. Причем стойка 3 со стороны первой лавы 6 снабжена дополнительной ножкой 7, соединенной со стойкой 3 узлом податливости 8, имеющим меньшее сопротивление, чем сопротивление узлом податливости 5.

За счет установки стойки 3 с дополнительной ножкой 7 обеспечивается отклонение оси рамы от вертикали на угол α приобретает асимметричную форму.

При подходе первой лавы 6 под влиянием горного давления срабатывает узел соединения стойки 3 с дополнительной ножкой 7, происходит начальный разворот рамы крепи в сторону первой лавы 6 относительно основания 10 стойки 4 под воздействием косо направленной со стороны лавы 6 и боковой со стороны массива 9 нагрузок.

Непосредственно на створе рамы крепи с очистным забоем стойки 3 с дополнительной ножкой 7 снимаются.

При дальнейшем развитии нагрузок происходит доразворот неполной рамы (без стойки 3) в сторону выработанного пространства 11 за лавой до вертикальной оси.

После прохода лавы установкой стойки 3 восстанавливают раму с обеспечением симметричной формы относительно вертикальной оси, при этом узлы податливости 5 стоек 3, 4 с верхняком 2 располагаются на равной высоте от почвы, имея полный запас податливости для дальнейшего периода эксплуатации.

Таким образом, благодаря преобразованию асимметричной формы рамы в симметричную сохраняются заданные параметры и качества крепи сопротивление узлов податливости, величина податливости, геометрические размеры и работоспособность на весь оставшийся период эксплуатации.

Формула изобретения

Способ поддержания подготовительных выработок, сохраняемых для повторного использования, включающий возведение в проводимой выработке арочной податливой крепи из спецпрофиля, работающей в условиях несимметрично приложенных нагрузок при подходе первой смежной лавы, отличающийся тем, что каждую раму арочной крепи устанавливают со смещением ее вертикальной оси в сторону массива путем установки со стороны первой смежной лавы дополнительной ножки совместно со стойкой, обеспечивающих вертикальную податливость между стойкой и ножкой при подходе первой лавы, а на сопряжении выработки с лавой упомянутую стойку демонтируют вместе с дополнительной ножкой с возможностью разворота неполной рамы до ее вертикальной оси под воздействием боковой со стороны массива и косонаправленной со стороны лавы нагрузок, после прохода лавы восстанавливают демонтированную стойку без дополнительной ножки с обеспечением симметричной формы рамы относительно ее вертикальной оси за счет возможности установки узлов податливости на одинаковом уровне от почвы выработки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2