Способ управления кровлей на сопряжениях лав с подготовительными выработками

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной отработке пластовых месторождений. Задачей изобретения является повышение эффективности управления кровлей на сопряжениях лав с участковыми подготовительными выработками. Способ заключается в поддержании кровли на сопряжениях лав с подготовительными выработками механизированными крепями сопряжений, состоящих из сдвоенных секций, которые разгружают, передвигают в направлении подвигания лавы и устанавливают в рабочее положение. На перекрытия секций крепи сопряжений после их разгрузки укладывают пневмобаллоны, в которые после установки секций механизированной крепи сопряжения в рабочее положение нагнетают сжатый воздух до распора пневмобаллонов между перекрытиями секций крепи сопряжений и кровлей выработки. При отработке пластов с неустойчивыми породами кровли и креплении выработки рамной крепью пневмобаллоны располагают между верхняками крепи выработки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной отработке пластовых месторождений (угля, соли, сланца и др.) для повышения эффективности управления кровлей на сопряжениях лав с участковыми подготовительными выработками.

Известны способы управления кровлей на сопряжениях лав с участковыми подготовительными выработками, включающие использование механизированных крепей сопряжения типа ОКСА, состоящими из сдвоенных секций, которые последовательно разгружают, передвигают в направлении подвигания лавы с шагом, равным ширине захвата выемочного комбайна, и устанавливаются в рабочее положение [Широков А.П., Лидер В.И., Петров А.И. Крепление сопряжений лав. Москва. Недра. 1987 г.].

Недостатком этих способов является низкая эффективность поддерживания кровли на сопряжениях лав с участковыми подготовительными выработками. Это связано с тем, что при проходке выработки не всегда удается соблюдать ее постоянную высоту. Механизированная крепь сопряжения, имея жесткое прямолинейное перекрытие, не обеспечивает одинаковые условия поддержания по всей длине перекрытия (8 - 10 м), что приводит к возникновению в кровле зон повышенных контурных напряжений и дополнительную нарушенность пород кровли. Кроме того, при подвигании очистного забоя возникает необходимость демонтировать (снимать) ножку крепи выработки, расположенную со стороны лавы с опережением очистного забоя на 1-2 шага установки крепи выработки. Верхние сегменты рамной крепи выработки, не прижатые механизированной крепью сопряжения к кровле выработки, лежат на перекрытиях и фактически не выполняют своей функции: породы кровли выработки ничем не поддерживаются, происходит дополнительное опускание и разрушение пород кровли.

Известен способ управления кровлей на сопряжениях лав с участковыми подготовительными выработками (принятый в качестве прототипа), включающий применение механизированных крепей сопряжения КМ-81СК [Справочник. Машины и оборудование для шахт. Москва. Издательство МГГУ. 1994 г], где в конструкции перекрытий предусмотрены шарниры, соединяющие отдельные элементы перекрытия крепи сопряжения. Применение перекрытий с шарнирными соединениями позволяет более полно вписываться им в конфигурацию кровли выработки.

Недостатком данного способа является низкая эффективность управления кровлей. Это связано с тем, что наличие шарниров не обеспечивает полного контакта крепи с кровлей выработки по всей длине перекрытия крепи сопряжения. Наиболее низкая эффективность использования данного способа управления кровлей наблюдается в случаях, когда кровля представлена слабыми породами (глинистыми или песчано-глинистыми сланцами) с пределом прочности на одноосное сжатие менее 30-35 МПа. Это объясняется тем, что при таких породах кровли в местах сопряжения лав с подготовительными выработками наблюдается повышенная интенсивность вывалов пород кровли до 0,2-0,3 м и более.

Для более повышенной эффективности управления кровлей в местах, где вывалы произошли, на перекрытие механизированных крепей сопряжения обычно укладывают обрезки деревянных досок, шпальные брусья и другие пиломатериалы. Древесные подушки необходимо подбирать различной толщины, определяемой высотой расстояния между перекрытием механизированной крепи сопряжения и кровлей выработки. Это увеличивает продолжительность операций по передвижке механизированных крепей сопряжения, что в конечном итоге приводит к ухудшению состояния пород кровли в подготовительной выработке. Кроме того, верхняки рамной крепи выработки, которые были прижаты к кровле, деформируются механизированной крепью сопряжения и выходят из строя при опускании пород кровли.

Задачей заявляемого способа является повышение эффективности управления кровлей на сопряжениях лав с участковыми подготовительными выработками. Поставленная задача достигается тем, что на перекрытия секций механизированных крепей сопряжений, состоящих из сдвоенных секций, которые последовательно разгружают, передвигают в направлении подвигания лавы и устанавливают в рабочее положение, после их разгрузки и передвижения укладывают пневмобаллоны, в которые после установки секций механизированной крепи сопряжения в рабочее положение нагнетают сжатый воздух до распора пневмобаллонов между перекрытиями секций крепи сопряжений и кровлей выработки. В рабочем положении перекрытие передвигаемой секции механизированной крепи сопряжения находится на одном уровне с перекрытием распертой секции крепи сопряжения. При отработке пластов с неустойчивыми породами кровли и креплении участковых подготовительных выработок рамной крепью пневмобаллоны располагают между верхними сегментами крепи выработки.

При использовании данного способа на всей протяженности жесткого прямолинейного перекрытия механизированной крепи сопряжения имеется полный контакт пород кровли выработки с пневмобаллонами, уложенными на перекрытие крепи сопряжения.

Применение данного способа позволяет получить максимальный положительный эффект при креплении участковых вспомогательных выработок рамной арочной крепью и отработке пластов со слабыми породами кровли.

Сущность заявляемого способа поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан вид механизированной крепи сопряжения ОКСА сбоку с уложенными на перекрытие механизированной крепи и накачанными сжатым воздухом пиевмобаллонами; на фиг. 2 показано поперечное сечение участковой подготовительной выработки в месте ее сопряжения с лавой; фиг. 3 - вид сверху механизированной крепи сопряжения ОКСА с уложенными на перекрытие механизированной крепи и накачанными сжатым воздухом пневмобаллонами, где: 1 - перекрытие крепи сопряжения; 2 - гидравлические стойки; 3 - поддерживающие кронштейны; 4 - предлагаемые пневмобаллоны; 5 - верхние сегменты рамной крепи выработки.

При реализации заявленного способа управления кровлей на сопряжении лавы с участковой подготовительной выработки выполняют следующие операции: опускают одно из перекрытий сдвоенных рам механизированной крепи сопряжения 1 (ОКСА) и передвигают в направлении движения очистного забоя на расстояние, равное ширине захвата выемочного комбайна (0,55 м). На переднюю консоль перекрытия механизированной крепи сопряжения 1 укладывают пневмобаллон 4 таким образом, чтобы при поднятии перекрытия механизированной крепи сопряжения 1 баллон 4 попал в пространство между верхними сегментами рамной крепи выработки 5. Перекрытие механизированной крепи сопряжения 1 поднимают до прижатия его к верхним сегментам крепи выработки 5, после чего подают сжатый воздух в пневмобаллон 4 до его распора между перекрытием секции механизированной крепи сопряжения и кровлей выработки.

Максимальный положительный эффект в управлении кровлей на сопряжениях лав с участковыми вспомогательными выработками, закрепленными рамной арочной крепью, можно получить, применяя данный способ при отработке пластов со слабыми породами кровли.

Формула изобретения

1. Способ управления кровлей на сопряжениях лав с участковыми подготовительными выработками, заключающийся в поддержании кровли на сопряжениях лав с подготовительными выработками механизированными крепями сопряжений, состоящих из сдвоенных секций, которые последовательно разгружают, передвигают в направлении подвигания лавы и устанавливают в рабочее положение, отличающийся тем, что на перекрытия секций крепи сопряжений после их разгрузки укладывают пневмобаллоны, в которые после установки секций механизированной крепи сопряжения в рабочее положение нагнетают сжатый воздух до распора пневмобаллонов между перекрытиями секций крепи сопряжений и кровлей выработки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при отработке пластов с неустойчивыми породами кровли и креплении выработки рамной крепью пневмобаллоны располагают между верхняками крепи выработки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3