Способ управления кровлей в очистном забое с механизированной крепью

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 71888 ОСУДАРСТВЕННЫИО ИЗОБРЕТЕНИЯМРИ ГКНТ СССР ИТЕТКРЫТИЯМ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВ горнои проми управлении 00(11) 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 М 1460269, кл. Е 21 С 41/04, 1981,(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КРОВЛЕЙ В ОЧИСТНОМ ЗАБОЕ С МЕХАНИЗИРОВАННОЙ КРЕПЬЮ(57) Изобретение относится ксти и м.б, использовано пр 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 51)5 Е 21 0,23/00, 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 выполненияна секции операций по дополнительной раэ 1671888грузке, передвижке к забою и распору; на фиг. 3 - соответствующие этой схеме на фиг.2 эпюры распределения внешней нагрузки ц 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 эпювы распределения внешней нагрузки ц на перекрытии и ограждении секции; на фиг. 6 - график зависимости промежутка времени Ь 12, в течение которого ограждение секции остается непригруженным, от расстояния О, 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 1., 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.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 ц 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 распорамежду блоками зависает за крепыш 4. Приэтом ограждение 10 благодаря дополнительной передвижке секции крепи 4 к забою5 5 выходит иэ контакта с ранее пригружающими его блоками основной кровли 9. Врезультате эпюра распределения внешнейнагрузки ц на перекрытии 7 и ограждении10 после выхода крепи 4 на рабочее сопро 10 тивление становится такой, как показана йафиг. 5. С точки зрения поддержания непосредственной кровли на участке ее наибольшего обнажения это наиболее выгоднаяэпюра нагружения секции крепи, поскольку15 все полезное сопротивление крепи 4 (фиг. 4)расходуется только на поддержание кровли6 и 8 над крепыш 4,Выгодная эпюра нагружения секциикрепи(фиг. 5) сохраняется в течение некото 20 рого промежутка времени Лт 2, пока ограждение 10 секции 4 будет оставатьсянепригруженным (фиг. 4), По истечении Ьс 2ограждение 10 секции 4 (фиг. 2) получаетновую пригрузку от опускающихся за25 крепыш 4 блоков основной кровли 9 и эпюранагружения секции 4 вновь становится невыгодной (фиг, 3).Для того, чтобы по всей ширине В зоныобнажения кровли (фиг. 1) сохранялась вы 30 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 рабочее35 сопротивление до подхода фронта выемкиугля 3 и чтобы время сохранения выгоднойэпюры нагружения секции 4 Лт 2 с моментаее дополнительной передвижки к забою 5(фиг. 1) впереди фронта выемки 3 было боль 40 ше, чем время Л 11, прошедшее с моментадополнительной передвижки крепи 4 к забою 5 до момента ее основной передвижкиэа комбайном 2.Опыт эксплуатации механизированных45 крепей на пластах с тяжелыми кровлями показывает, что в периоды осадок основнойкровли в зоне влияния выемки угля и передвижки механизированная крепь после задания начального распора выходит на50 рабочее сопротивление в течение 8-15 мин,т.е. в среднем через 11,5 мин. Ширина зонывлияния . (фиг, 1) впереди фронта выемкисоставляет 15 - 20 см или в среднем 17,5 м,при средней скорости выемки угля и креп 55 ления в очистных забоях - 1,5 м/мин, Эторасстоянием будет пройдено комбайном за17,5:1,5 = 11,7 мин, Следовательно, еслиоперации по дополнительной разгрузке, передвижке к забою и распору секций 4 (фиг.1) выполнять с опережением фронта выемки 3, равным ширине зоны влияния выемки угля ., то до подхода фронта выемки 3 указанные секции 4 вновь выйдут на рабочее сопротивление,Интервал Ь 11 определяется временем прохода комбайном 2 (фиг. 1) расстояния между секциями 4, на которых производится дополнительная разгрузка и передвижка к забою 5 впереди фронта выемки угля 3, и секциями 4, передвигаемыми к забою 5 позади комбайна 2. Фактически это расстояние слагается из ширины зоны влияния выемки углявпереди фронта выемки 3 (17,5 м) и ширины зоны обнажения кровли В (в среднем 10 м) и составляет 27,5 м, Таким образом, при средней скорости выемки угля 1,5 мамин Л 11 27,5:1,5 = 18,3 мин.Продолжительность промежутка времени Л 12, в течение которого ограждение крепи остается ненагруженным и все полезное сопротивление крепи расходуется на поддержание кровли только над крепыш, зависит от расстояния б, на которое секцию крепи после ее дополнительной разгрузки додвигают к забою(фиг, 6). Из графика фиг.6 следует, что для того, чтобы Л 12Л 11- 18,3 мин, достаточно после дополнительной разгрузки передвинуть секции крепи к забою на расстояние б " 6 - 8 см. Приведенный график зависимости Ь 12 от о получен по результатам экспериментов в очистных забоях с тяжелыми кровлями.Таким образом, при осуществлении в очистном забое операций по дополнительной разгрузке, передвижке к забою на 6-8 см и распору секций с опережением фронта выемки угля на расстояние, равное ширине зоны влияния выемки угля ., достигается полное использование рабочего сопротивления крепи по поддержанию непосредственной и основной кровли над крепыш в зоне наибольшего обнажения кровли.Для применения укаэанного способа необходимо также при основной передвижке секций после прохода комбайна оставлять запас расстояния, равный 6 - 8 см, на дополнительную подвижку секций к забою в следующем выемочном цикле.В очистном забое. оснащенном механизированным комплексом с поддерживающе-оградительной крепыш, например МК, операции по управлению кровлейпредлагаемым способом с помощью секцийкрепи ведут два горнорабочих. В каждомвыемочном цикле один горнорабочий до на 5 чала выемки угля и затем с опережениемфронта выемки на 25-30 м последовательноразгружает, додвигает к забою на 6 - 8 см ираспирает каждую секцию. Второй горнорабочий вслед,за проходом комбайна указан 10 ные секции вновь разгружает, передвигаетк забою(оставляя запас расстояния, равный6-8 см на додвижку секций к забою в следующем добычном цикле) и распирает.Предлагаемый способ управления кров 15 лей обеспечивает более полное использование рабочего сопротивления крепи поподдержанию пород кровли в зоне наибольшего ее обнажения в лаве, что повышаетэффективность поддержания неустойчивой20 непосредственной кровли на участке работы выемочного комбайна, снижаетдавлениеобрушенных за крепыш пород на оградительную часть секции, что на крепях поддерживающе-оградительного типа ведет к25 уменьшению деформаций и поломок в элементах шарнирного четырехзвенника секции, а также в узлах, соединяющихограждение и перекрытие крепи.Формула изобретения30 Способ управления кровлей в очистномзабое с механизированной крепыш, включающий выемку угля комбайном, разгрузку,передвижку к забою и создание начальногораспора секций крепи, дополнительные35 разгрузку, передвижку и распор секций, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения безопасности ведения работ в забоях напластах с неустойчивой непосредственнойкровлей и тяжелой основной кровлей за счет40 повышения обрушаемости основной кровлипри более полном использовании рабочегосопротивления крепи по поддержанию непосредственной кровли на участке ее обнажения, при передвижке секций крепи к45 забою оставляют запас расстояния до забоя, равный 6-8 см, дополнительную передвижку секций крепи осуществляют всторону забоя, а дополнительные разгрузку,передвижку и распор секций крепи проиэ 50 водят с опережением фронта выемки угля навеличину эоны влияния выемки угля и передвижки крепи,