Тема 8. Крепление очистного забоя

При ведении очистных работ в длинных забоях (лавах) породы кровли и почвы обнажаются на большой площади, деформируясь в сторону выработанного пространства. Породы почвы стремятся к упругому восстановлению, а породы кровли испытывая действие собственного веса, расслаиваются, прогибаются, разбиваются трещинами. Подработанные после выемки полезного ископаемого породы теряет опору. Одна часть веса этих пород передается на почву выработки, а другая - на краевые части массива вокруг очистной выработки, создавая опорное давление.

Если напряжение в зоне опорного давления превышает несущую способность пласта, то происходит разрушение его краевой части и максимум опорного давления перемещается в глубь массива.

Под горным давлением понимают силы, возникающие в массиве пород вокруг выработки. Для предотвращения обрушений пород в рабочее пространство очистного забоя применяют мероприятия по регулированию проявлений горного давления – крепления рабочего пространства очистного забоя и управление давлением пород за его пределами.

Крепь должна иметь достаточную прочность, устойчивость и жесткость при минимальной массе, обеспечивать выполнение в призабойном пространстве всех производственных процессов и пропуск через него необходимого количества воздуха. Крепь должна быть надежной и долговечной, а ее применение – экономически целесообразным.

Крепи в длинных очистных забоях разделяют на индивидуальные и механизированные. Индивидуальные крепи состоят из несущих и поддерживающих элементов не связанных между собой конструктивно (стойки и верхняки), устанавливаемые совместно и разбираемых полностью или частично при передвижке и переноске. В зависимости от выполняемых функций индивидуальные крепи разделяют на призабойные и посадочные, по материалу на деревянные и металлические. Призабойная крепь устанавливается или передвигается вслед за подвиганием забоя и служит для поддержания кровли в рабочем пространстве очистной выработки. Посадочная (специальная) крепь устанавливается на границе с погашаемым выработанным пространстве и служащая для управления кровли обрушением или плавным опусканием. Посадочная крепь, применяемая при управлении кровлей полным обрушением, называется обрезной. В качестве посадочной крепи применяют органную, костровую, кустовую крепи, посадочные секции механизированной крепи, металлические посадочные стойки. Эта крепь устанавливается параллельно линии забоя, на границе с погашаемым выработанным пространством, и передвигается по мере подвигания забоя.

Костровая крепь выполняется в виде костров, конструкция их может быть квадратной, прямоугольной, треугольной, костры состоят из деревянных или металлических балок с заполнением (бутокостровая крепь) или без заполнения их породой.

Кустовая крепь выполняется в виде куста. Куст – группа деревянных или металлических стоек, устанавливаемых в определенным образом одна возле другой, в ней 3 - 9 стоек и более, расстояние между стойками 0,1 – 0,2 м.

Органная крепь представляет собой один или несколько рядов деревянных или металлических стоек, устанавливаемых по прямой линии.

Металлические крепи, операции передвижки и установки которых полностью (или почти полностью) механизированы, называют механизированными. Механизированная крепь выполняет такие основные функции как управление горным давлением, активное поддержание кровли в рабочем пространстве очистного забоя и ограждение его от проникновения обрушенных горных пород.

Механизированные крепи по взаимосвязи между секциями и другим забойным оборудованием разделяют на:

- секционные, которые состоят из отдельных секций, не имеющих постоянных силовых и кинематических связей между собой и с другим оборудованием очистного забоя;

- комплектные, состоящие из отдельных комплектов секций. Каждый комплект включает две и более число секций, подвижно связанных друг с другом, и не имеющих постоянных силовых и кинематических связей с другими комплектами и оборудованием очистного забоя. Передвижка каждого комплекта производится посекционно с помощью гидродомкратов;

- агрегатные, которые состоят из отдельных секций имеющих постоянную силовую и кинематическую связь с оборудованием лавы (иногда и между собой). Базой в такой крепи обычно является, став конвейера. Секции передвигаются с помощью гидродомкратов, подтягиваясь к базе, а сама база передвигается с опорой на распертые секции. Наибольшее распространение получили агрегатные крепи как наиболее совершенные и обеспечивающие возможность автоматизации процесса крепления.

Механизированные крепи по основным выполняемым функциям и взаимодействию с боковыми породами разделяют на:

оградительные крепи – выполняют только одну функцию-ограждение рабочего пространства лавы от проникновения в него обрушенных пород кровли;

поддерживающие крепи выполняют две основные функции: управление горным давлением способом полного обрушения и поддержание кровли в рабочем пр-ве лавы;

оградительно-поддерживающие крепи выполняют все три функции: управление горным давлением, поддержание кровли в рабочем пространстве и ограждение его от проникновения обрушающих пород кровли;

поддерживающие - оградительные крепи выполняют также все три функции, но функция поддержания превалирует над оградительной. Основное преимущество поддерживающее – оградительной крепи перед оградительно – поддерживающей – большее рабочее пространство для размещения оборудования и прохода людей.

По характеру взаимодействия крепи с породами кровли различают крепи: теряющие контакт с кровлей при передвижке секций; передвигаемые без потери контакта с кровлей с некоторым остаточным подпором; с регулируемым сопротивлением.

Механизированные крепи сопряжений предназначены для механизации крепления и управления кровлей в конвейерных и вентиляционных выемочных горизонтальных или наклонных выработках, прилегающих к лаве в зоне выхода приводных головок забойного конвейера в эти выработки. Они могут быть поддерживающего и поддерживающего-оградительного типа и применяются с механизированными комплексами, а также в лавах с индивидуальной крепью при наличии гидропередвижчика конвейера (например, крепь сопряжения ОКС-1).

Дата добавления: 2014-11-09