ГлавнаяПаспорт управления кровлей. Согласно «Правилам безопасности в угольных и сланцевых шахтах», для каждой очистной выработки составляется и утверждается паспорт управления кровлей, в котором даются технические решения всех вопросов, касающихся как управления кровлей, так и крепления данной очистной выработки. В паспорте управления кровлей должны быть приведены схемы положения очистного забоя к началу каждой смены, паспорт крепления, график организации работ, таблица расчета потребности в крепежных материалах, таблица основных показателей, а также краткая пояснительная записка.
На схеме положения забоя к началу каждой смены указывается в масштабах 1:100 и 1:500 положения очистного забоя и длина лавы, конвейерной линии, посадочной крепи, расположение и размер бутовых полос, бутовых штреков, а также размеры околоштрековых целиков.
В паспорте крепления очистной выработки в масштабах 1:50 или 1:100 даются все необходимые размеры вынимаемой полосы угля, шага обрушения крепи и расстояния между отдельными стойками.
В графике организации работ в очистном забое показываются последовательность и продолжительность основных производственных процессов, а также управления кровлей и крепления.
В содержащейся в паспорте управления кровлей таблице расчета потребности крепежных материалов приводятся подробный перечень и размеры элементов крепи, потребное количество элементов крепи для крепления данной очистной выработки.
В таблице основных показателей указываются: мощность пласта, угол его падения, длина лавы, ширина вынимаемой полосы и т. д.
В пояснительной записке приводится описание боковых пород, обоснование выбранного способа управления кровлей, а также выбора специальной и призабойной крепей.
Паспорт управления кровлей является важным документом, с ним должны быть ознакомлены все члены бригады, бригадиры и горные мастера.
Без наличия утвержденного паспорта ведение работ по управлению кровлей запрещено.
Индивидуальные деревянные крепи. Для обеспечения безопасной и бесперебойной работы по выемке угля в очистном забое требуется своевременное возведение крепи.
По своему назначению крепь делят на призабойную и специальную (посадочную или оградительную). Призабойную крепь устанавливают в призабойном пространстве вслед за выемкой угля. Предназначается она главным образом для предотвращения обрушения пород кровли. Призабойная крепь состоит из деревянных или металлических стоек, подбиваемых в большинстве случаев под верхняки. Две или три стойки, подбитые под верхняк, образуют раму.
Стойки располагают вдоль забоя правильными рядами. В зависимости от свойств кровли верхняки можно располагать вдоль забоя или перпендикулярно к нему. Иногда, при малоустойчивой и трещиноватой кровле, призабойную крепь усиливают затяжками из тонких досок или горбылей, укладываемых между кровлей и верхняком.
Специальную крепь (рис. 59) устанавливают в выработанном пространстве на некотором расстоянии от забоя. Различают посадочную специальную крепь, позволяющую осуществлять управление кровлей, обрушением или плавным опусканием, и оградительную, которая только защищает призабойное пространство от проникновения в него обрушенной породы или закладочного материала. К посадочной крепи относят: органную крепь, кусты, костры.
Органная крепь представляет собой ряд стоек, установленных одна возле другой. Расстояние между стойками в ряду равно обычно толщине стойки. Органная крепь может быть однорядной, двухрядной и трехрядной. Расстояние между рядами равно приблизительно толщине стойки, стойки в рядах располагают в шахматном порядке. Для выхода людей из обрушаемого пространства в органных рядах оставляют незакрепленные промежутки — окна шириной не менее 0,7 м. Расстояние между окнами должно быть не более 5 м.
Кусты представляют собой группу стоек, установленных одна возле другой. Число стоек в кусте и размещение кустов зависят от величины горного давления. В кусте обычно бывает от 6 до 16 стоек. Расстояние между кустами колеблется от 2,5 до 4 м.
Костровая крепь представляет собой несколько перекрещивающихся рядов стоек или брусьев. Костры выкладывают на всю мощность пласта от почвы до кровли. По форме они бывают квадратные, прямоугольные и треугольные.
Индивидуальные металлические крепи. Индивидуальную деревянную крепь в очистных выработках применяют в ограниченном объеме — лишь на крутых или пологих пластах мощностью не более 3,5 м или там, где извлечение металлической крепи для повторного использования затруднено.
Индивидуальная металлическая призабойная крепь состоит из металлических стоек, устанавливаемых под металлические верхняки. Расстояние между стойками в ряду в направлении подвигания забоя выбирают в зависимости от длины верхняка — от 0,7 до 1,2 м, а расстояние между рядами стоек 0,8—1 м.
Существует довольно много типов металлических стоек. Конструкции их постоянно совершенствуются.
Металлические стойки разделяют на: призабойные стойки постоянного сопротивления, призабойные стойки нарастающего сопротивления и посадочные стойки нарастающего сопротивления.
Сопротивление стоек горному давлению создается силами трения в замке (стойки трения) или давлением жидкости (гидравлические стойки). Если сопротивление стойки увеличивается по мере опускания выдвижной части, то такие стойки называют стойками нарастающего сопротивления. Если рабочее сопротивление стойки достигается при очень небольшом опускании выдвижной части или только при ее упругих деформациях, а дальнейшее опускание выдвижной части происходит при постоянном сопротивлении, то стойки называют стойками постоянного сопротивления.
Гидравлические призабойные стойки с металлическими шарнирными верхняками и гидравлические посадочные крепи применяют на пологих пластах мощностью 0,7—2,5 м. На пологих пластах мощностью 2,5—3,5 м целесообразно устанавливать гидравлические стоики с деревянными верхняками, так как последние хорошо сигнализируют потрескиванием в случае деформаций пород кровли. На пологих пластах мощностью менее 0,7 м, а также на наклонных целесообразно применять стойки трения постоянного сопротивления.
Гидравлические стойки ГСУ-М предназначены для крепления очистных забоев на пластах мощностью 0,65—2,0 м и углами падения до 35°. Стойки ГСУ-М (рис. 60) выпускаются серийно шести типоразмеров со сменными насадками под металлический и деревянный верхняки. Рабочее сопротивление этих стоек 20 тс. Масса от 19,5 до 39,9 кг.
Гидравлические стойки 2ГСК, серийно выпускаемые объединением «Каргормаш» пяти типоразмеров, предназначены для крепления очистных забоев на пластах мощностью 1,3—3,4 м.
Стойки выпускаются с шестью насадками под металлический и деревянный верхняки. Рабочее сопротивление стойки 25 тс, масса 53,5—73,9 кг.
Гидравлические стойки внешнего питания 2ГВТ и 2ГВС предназначены для крепления очистных забоев на пластах мощностью 0,72—3—4,1 м. Стойки серийно выпускаются объединением «Каргормаш» четырнадцати типоразмеров с головками под деревянный и металлический верхняки. Рабочее сопротивление стойки 20—25 тс, масса 23,0—70,9 кг.
Стойки трения постоянного сопротивления ТУ предназначены для крепления очистных забоев на пологих пластах мощностью 0,51—1,13 м. Стойки выпускаются серийно Дружковским машиностроительным заводом шести типоразмеров. Рабочее сопротивление стойки 15 и 20 тс, масса 12,8—25,9 кг.
Стойки трения постоянного сопротивления TПК (рис. 61) предназначены для крепления очистных забоев на пологих пластах мощностью 0,89—2,14 м. Выпускаются серийно Карагандинским машиностроительным заводом им. Пархоменко шести типоразмеров с рабочим сопротивлением 20—25 тс. Масса стойки 24,2—54,3 кг.
Посадочные стойки ОКУм (рис. 62) предназначены для управления кровлей полным обрушением в лавах пологих пластов мощностью 0,65—2,0 м. Серийно выпускаются семи типоразмеров Дружковским, Киселевским машиностроительными заводами и объединением «Каргормаш». Начальное сопротивление стойки ОКУм от 20 до 60 тс, рабочее сопротивление от 100 до 200 тс. Масса стойки от 95,2 до 363,7 кг.
Металлические шарнирные верхняки В-15Б, В-20Б и М71С предназначены для крепления очистных забоев в комплексе с металлическими стойками, имеющими рабочее сопротивление не более 15 тс (2В-15Б, ЗВ-15Б), 20 тс (1В-15Б, В-20Б) и 25 тс (М71 С).
Верхняки В-15Б и В-20Б серийно выпускаются Дружковским машиностроительным заводом, а верхняк М71С — Киселевским заводом им. Черных. Кроме указанных применяются верхняки и других конструкций.
Механизированные передвижные крепи. Применение индивидуальной металлической крепи позволяет значительно сократить расход крепежного леса, улучшить условия поддержания кровли и повысить безопасность работ. Однако при этом в лаве продолжает выполняться еще большой объем ручных работ по перемещению и установке не связанных между собой элементов крепи, а сам процесс крепления остается весьма трудоемким. Этот недостаток устраняется при применении гидравлических передвижных крепей, которые обычно являются составной частью очистных механизированных комплексов и агрегатов.
Механизированные передвижные крепи (рис. 63) в зависимости от особенностей взаимодействия с боковыми породами делят на поддерживающие, оградительные, оградительно-поддерживающие и поддерживающе-оградительные. Поддерживающие крепи выполняют роль призабойной и посадочной крепей, т. е. поддерживают кровлю в рабочем пространстве очистной выработки и одновременно управляют обрушением кровли. Если при этом крепь еще ограждает очистную выработку от проникновения в нее обрушенных пород, то такую крепь называют оградительно-поддерживающей.
Механизированная крепь лавы состоит из отдельных секций, каждая из которых состоит из основания, гидравлических стоек, верхняка и гидравлического домкрата для передвижения секции.
Некоторые крепи состоят из чередующихся призабойных и посадочных секций. При использовании конвейера в качестве базовой балки секции передвигаются по одной из следующих схем (рис. 64):
- схема I — по мере выемки угля комбайном секции передвигаются последовательно одна за другой;
- схема II — по мере выемки угля гидродомкраты посадочных секций передвигают конвейер и шарнирно связанные с ним призабойные секции (рис. 64, а), затем передвигаются посадочные секции, подтягиваясь к конвейеру (рис. 64, б);
- схема III — вслед за выемкой угля передвигаются призабойные секции I, затем домкратами этих секций передвигается изгибающийся конвейер, а потом к конвейеру поочередно подтягиваются посадочные секции 2;
- схема IV — секции горизонтальными домкратами соединены попарно и после передвижки секции 1 к ней подтягивается секция 2.
В настоящее время выпускается значительное количество разнообразных механизированных крепей для различных горногеологических условий. Для тонких пологих пластов предназначены механизированные крепи МК-97, «Донбасс», для пологих пластов средней мощности и мощных — М-87Д, М-87Э, М-87А, 1КМ-97Д, ОКП, КТУ-ЗМ, для наклонных и крутых пластов — М-87ДН, АКД-2, АЩК, АНЩ и др.