Выбор способа управления горным давлением в лаве и проверка работоспособности выбранного комплекса

 

В настоящее время основным и самым распространенным способом управления горным давлением является полное обрушение пород кровли; перспективным -полная закладка выработанного пространства пустой породой, добываемой в шахте или поступающей с поверхности. Остальные способы (частичное обрушение, частичная закладка, плавное прогибание) имеют ограниченную область применения, которая непрерывно сужается. Управление горным давлением закладкой применяется лишь в тех случаях, когда другие более дешевые способы управления горным массивом в данных горно-геологических условиях не могут обеспечить безопасную и эффективную добычу угля. Плавное опускание применяют при разработке весьма тонких пластов.

Учитывая вышесказанное для данных условий (m_пл=2,9) принимаем способ управление горным давлением полным обрушением. Правильность принятого решения проверяем дальнейшими расчетами шагов обрушения непосредственной и основной кровли и необходимым сопротивлением крепи в лаве.

При управлении кровли полным обрушением в одних и тех же условиях можно применять различные типы комплексов. Для оценки их возможностей необходимо выбрать комбайн, крепь конвейер в лаве, крепь сопряжения лавы с подготовительными выработками.

Расчет производим по программе разработанной кафедрой РМПС. Так как пласты имеют практически одинаковую мощность и угол падения, то расчет производим по одному пласту (по второму), и полученные результаты применимы для первого пласта.

Для этого производим:

1.Расчет нагрузки на лаву по технологическим факторам (расчет производим по методике ИГД им. Скочинского) (приложение 1 R 11).

Для расчета принимаем:

Сумму осложняющих факторов на сопряжении с конвейерным штреком: 1,2 (приложение 1R03-2)

Сумму осложняющих факторов на сопряжении с вентиляционным штреком: 2,4(приложение1 R03-1)

Продолжительность подготовительно-заключительных операций: 25 мин Продолжительность заключительных операций: 20 мин

Время на вспомогательные операции, приходящиеся на 1 м лавы: 0,05 мин/м

Все остальные параметры принимаем по технологическим характеристикам оборудования.

2.Расчет средней нагрузки на лаву с учетом геологических нарушений и расчет (расчет производим по программе разработанной на кафедре РМПС) (приложение 4 R 113).

Для расчета принимаем:

Тип геологического нарушения - ложная кровля,

Средняя амплитуда нарушений - 1 м,

Длина участка с нарушениями - 25м,

Доля выемочного поля с нарушениями - 0,7,

Число рабочих в смену - 6 человек

3.Расчет шагов обрушения основной и непосредственной кровли (расчет производим по методике ВостНИИ) (Приложение5 R 45). Для этого принимаем:

- породы непосредственной кровли пласта представлены аргиллитом со средним коэф. крепости (f) = 4,2

породы основной кровли пласта представлены песчаником со ср. коэф. крепости (f_о) = 5,4

породы почвы пласта представлены алевролитом, прочность пород почвы на вдавливание 17,2 МПа, со ср. коэф. крепости (f) = 4,9

скорость подвигания лавы берем из расчета нагрузки на очистной забой, V = 4,126 м/сутки

начальный распор стойки крепи, и рабочее сопротивление стойки крепи берем из технических характеристик крепи.

Коэффициент разрыхления угля в зоне отжима ориентировочно можно считать равным 1,1-1,3.

Количество расслоений в 1 м обрушающихся пород зависит от строения кровли, n = 4

4.Расчет параметров крепи очистного забоя (приложение 6 R 46)

Все необходимые данные принимаем из предыдущих расчетов, технических характеристик крепи.

Результаты расчетов приведены в таблице 6.

Таблица 6

Сравниваемые параметры	Нагрузка на секцию механизированной крепи, кН	Высота механизированной крепи в раздвинутом положении, м	Высота механизированной крепи в сдвинутом положении, м
Необходимые параметры крепи (по программе R 46)	1362,7	3,07	2,34
Характеристики крепи ОКП70	1900	3,5	2,1

Сравнивая выходные данные необходимой высоты крепи и нагрузку на секцию крепи с табличными данными для крепи ОКП70, приходим к выводу, что характеристики механизированной крепи полностью удовлетворяют заданным условиям, т.е. крепь выбрана правильно.

Выбор крепи сопряжения и расчет ее работоспособности

Общие сведения

 

Сопряжения лав со штреками являются наиболее ответственными узлами во всей цепи добычи угля. Они представляют собой участки кровли, испытывающие повышенное горное давление. В приделах этих участков, по мере подвигания очистного забоя, осуществляется выполнение производственных операций, связанных с выемкой ниш (при их наличии), доставка крепежных и других материалов в лаву, поддержание сопряжения путем установки и перемещения специальной крепи, наращивание и укорачивание штрекового конвейера, перегрузка угля с лавного конвейера на штрековый, передвижка привода и натяжного устройства лавного конвейера, обеспечение беспрепятственного передвижения рабочих в лаву и из лавы.

Состояние пород кровли на сопряжении лавы со штреками сложны тем, что здесь наслаиваются одна на другую две разноориентированные системы трещин, образующиеся частично в результате действия опережающего горного давления. На сопряжении лав нередки случаи нарушения производственного ритма работы всего участка по добыче угля. Эти нарушения вызываются либо несовершенством крепи сопряжения, либо высокой трудоемкостью работ в этой зоне.

В общем случае различают на сопряжении четыре-пять рабочих зон, для которых требуется индивидуальный подход к выбору способов и схем крепления Число рабочих зон на сопряжении можно уменьшить путем ликвидации ниш, установки надежной крепи в штреках, примыкающих к лавам, и вынесение привода лавного конвейера в штрек. Этим в значительной степени достигается снижение трудоемкости работ, выполняемых на сопряжении.

Общая длина участков штрека на сопряжении, где требуется возведение специальной дополнительной крепи, зависит как от природных, так и технологических факторов и может определяться расчетным путем.

Большое разнообразие применяемых крепей сопряжения требует их разделения на группы или классы по общим и наиболее характерным признакам, позволяющим выполнить анализ известных технических решений по обеспечению устойчивости прилегающих к лаве выработок при периодических подвиганиях очистного забоя и передвижках лавного конвейера. лава забой горный давление

По характерным признакам эксплуатации все крепи сопряжении можно разделить на три основные группы. Принципиальные различия между группами состоят в том, что одни крепи возводятся на сопряжении и не извлекаются для повторного использования (деревянные стойки или рамы), другие используются многократно и переносятся в ручную (гидравлические или металлические стойки трения), а третьи - обеспечиваются средствами механизированной передвижки (механизированные крепи сопряжении).