ГОРНОГО

ДЕДА

ттштт

ААйаттато

Министерство угольной промышленности СССР Академия наук СССР Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени Институт горного дела им. А. А. Скочинского

МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПЛЕКСОВ ОБОРУДОВАНИЯ КМ87П В ОЧИСТНЫХ ЗАБОЯХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

Москва

1979

величина естественного шага обрушения пород основной кровли до первой осадки превышает 20 м;

основная кровля представлена породами прочностью не

о

менее S00 кгс/см и мощностью не менее двух мощностей пласта с суммарной толщиной ее (или слоев) более 3,0-4,0 и.

Средние величины коэффициента разрыхления Kpi для пород непосредственной кровли различной структуры, образующих зону беспорядочного обрушения, установлены по натурным измерениям:    значения    Hi' , установленные производственно-экспери

ментальными исследованиями, для пород различной структуры и мощности пласта в пределах призабойного пространства приведены в таблице.

Коэффи-	Значения Hi и Kpi при пластах различной мощности, м
циенты	ДО 1,0	1,0	2,0	3,0	4,0
Hi	0,18	0,2	0,22	0,24	0,25
Kpi	1,15	1,2	1,3	1Л	1.5

Кровли пластов, отвечающие одновременно трем вышеуказанным критериям, относятся к трудноуправляемым. Для эффектив**-ной и безопасной отработки пластов с трудноуправляемой кровлей необходимо применять комплексы с механизированными крепями, высокого сопротивления в сочетании с принудительным обрушением основной кровли в начальный период отработки лавы.

При несоответствии кровли хотя бы одному критерию последняя не является трудноуправляемой.

Ш. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПЛЖСА

К основным особенностям применения механизированных комплексов типа КМ87П относятся положения сочетания принудительной

II

первичной посадки кровли с управлением кровли в режиме установившегося сдвижения крепью высокого сопротивления, а также соблюдение определенного порядка передвижения секций крепи, исходящего из принципа групповой схемы расстановки секций.

Ш.1. Применение комплексов КМ87П осуществлять в сочетании со способом первичного принудительного обрушения кровли (рис. 3) по следующей технологии: до начала работы лавы с одного (длина лавы до 150 м) или обоих штреков (длина лавы более 150 м) бурятся длинные скважины, которые располагаются над задним целиком угля монтажной камеры. При отходе забоя на 10-15 и производится взрывание скважин для принудительной посадки кровли. Выбор параметров взрывных скважин и зарядов и технологическая схема применения способа осуществляется в соответствии с приведенными расчетными формулами.

Основными параметрами способа принудительного обрушения кровли являются: длина и угол заложения скважин, расстояние от оси скважин до крепи на момент взрыва, величина заряда,, которые определятся из выражений:

I. Длина скважины (м)

2.    Расстояние от оси скважин до крепи на момент взрыва (м)

М = 5 + И/

3.    Угол наклона скважины (град.;

4. Величина заряда (кг)

12

t₀ - длина скважины от ее начала до выхода над выработанным пространством лавы, щ

I - длина лавы, м;

^ - уменьшение длины скважины но отношению к длине лавы, равное 30 ы;

К - коэффициент уменьшения длины скважины в отношении длины лавы; при одностороннем расположении скважин - 1,0; при двухстороннем - 0,5;

W - величина л.н.с., равная 10 м;

5 - ширина призабойного пространства^;

а - незаряжаемая длина скважины, равная длине с л.н.с. менее 2 т_пл,м;

у, - плотность 'заряда, кг/м;

^dc^^dn^°- принимаемый угол заложения скважины (или определяемый по формуле (4);

п - порядковый номер скважины (рекомендуется три скважины);

т - мощность пласта, м;

у. - заложение скважины по отношению к верхней кромке пласта.

Ш.2. В процессе эксплуатации комплексов ежеквартально осуществлять проверку герметичности и несущей способности гидростоек механизированной крепи; наладку и замену гидроузлов крепи осуществлять в соответствии с техническим описанием и руководством по эксплуатации комплекса.

Ш.З. К работе на комплекс КМ87П допускать рабочих, прошедших специальную подготовку в учебно-курсовых комбинатах и имеющих надлежащие удостоверения на право обслуживания комплекса.

Ш.4. Групповая схема расстановки секций крепи комплекса КМ87П имеет специфику в процессах расстановки секций в

Рис. 3. К способу первичного принудительного обрушения кровли

исходной положении и их передвижке для обеспечения проходов ладей в соответствии с ПБ.

Ш.5* В исходном положении комплекса все секции крепи расставлены по линейной схеме, конвейер выдвинут к забою. При этом обеспечиваются два ходовых отделения в крепи: между конвейером и первым рядом стоек крепи, а также в межстоечном пространстве крепи.

Ш.6. Свободный проход из одного ходового отделения в другое обеспечивается через 3,2 м по длине лавы.

Ш.7. Для обеспечения проходов на участке передвижения крепи передвижку секций осуществлять последовательно группами (в каждой группе могут быть пять или шесть секций). Б случае остановки фронта передвижения крепи, последняя в группе передвинутая секция должна быть с шагом 0,79 м, т.е. должна быть закончена передвижка группы секций из 5 или 6 шт.

Ш.8. При необходимости остановки фронта передвижения крепи внутри группы секций последняя в ряду передвигаемая секция должна быть передвинута примерно на половину шага передвижения (0,3-0,35 м).

Ш.9. Перед фронтальной выдвижной конвейера все секции механизированной крепи должны быть передвинуты.

ШЛО# Производственным объединениям по добыче угля и шахтам представлять в ИГД им. А.А.Скочинского материалы по опыту эксплуатации, технико-экономическим показателям, надежности, долговечности, качестве изготовления, сроках службы, периодичности и стоимости ремонта комплексов КМ87П для их совершенствования.

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

I. Общие сведения .................... 3

П. Назначение, состав и характеристика комплекса . . . .    4

Ш. Основные положения применения комплекса ....... II

МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПЛЕКСОВ ОБОРУДОВАНИЯ КМ87П В ОЧИСТНЫХ ЗАБОЯХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

T-II636 Цена 9 коп. Тираж 1000 Изд. № 8341 Заказ №

Типография Института горного дела им. А.А.Скочинского 1,0 уч.-изд.л.    Подписано    к    печати 22/У1 1979 г.

УДК 622.232»$

В настоящей работе приведены основные положения применения механизированных комплексов оборудования типа КМ87П в очистных забоях угольных шахт, отличительной чертой которых является групповая расстановка секций по длине лавы,что позволяет изменять сопротивление крепи и коэффициент затяжки кровли в зависимости от свойств кровли, мощности пласта* Приведена методика определения трудности управления кровлей, даны понятие и критерии определения трудноуправляемой кровли, описана новая технология крепления и управления трудноуправляемой кровлей при использовании принудительной первичной посадки кровли и крепи высокого сопротивления*

"Методические положения..." разработаны сотрудниками отделения комплексной-механизации подземной добычи угля ИГД им.А*А.Скочешского, кандидатами технических наук Е.И. Микляевым, Ю.А.Коровкиным, 3.К.Дьяченко, инженером В.А*Ку-цанкиным и предназначены для работников машиностроительных и рудоремонтных заводов, производственных объединений и шахт Минуглепрома СССР, изготавливающих, ремонтирующих и эксплуатирующих комплексы типа КМ87П.

© Институт горного дела нм. А. А. Скоч и некого (ИГД им- А. А. Скочннского), 1979

I. ОБЩЕ СВЕЩЕВИЯ.

Настоящие "Методические положения применения комплексов оборудования типа КМ87П в очистных забоях угольных шахт" разработаны на основе широких и многолетних исследований механизированных крепей с различным уровнем соцротивления, опыта создания и эксплуатации новых типов комплексов во всех бассейнах страны. Применение комплексов оборудования типа КМ87П в соответствии с настоящими "Методическими положениями ..."позволит обеспечить нагрузку на комплексно-механизированный забой более 1000 т/сут при значительном улучшении экономических показателей, повышении надежности оборудования и безопасности работ.

Комплексами типа КМ87П достигнуты рекордные показатели добычи угля в отрасли: 3000 т/смену, 10000 т/сут, 246,0 тыс.т в месяц, 1,3 млн.т в год без капитального ремонта крепи.

Комплексы типа КМ87П имеют следующие преимущества по сравнению с комплексом КМ87Э:

применена групповая схема расстановки секций крепи (группы 2-3, 3-3), что обеспечивает изменение сопротивления крепи в зависимости от условий ее эксплуатации; группы 2-3 и 3-3 включают соответственно размещение 5 или 6 линейных секций крепи на двух рештаках конвейера;

увеличено в I,8-2,0 раза рабочее сопротивление крепи, что обеспечивает возможность применения крепи в условиях пластов с трудноуправляемой кровлей;

увеличин до 0,95 коэффициент затяжки кровли, применены цельносварные перекрытия, что обеспечивает возможность применения крепи в условиях кровель нижнесредней устойчивости; улучшено конструктивное устройство и увеличена прочность

3

перекрытий, что повышает эксплуатационную надежность крепи;

уменьшены зазоры между перекрытиями, изменена компоновка домкратов передвижения и применены устройства их стабилизации, стойки снабжены амортизаторами повышенной высоты, введено устройство для удержания концевой секции, что улучшает устойчивость секций крепи;

увеличено до 25 тс/м усилие передвижения конвейера, что обеспечивает зачистку комбайновой дорожки подборщиками конвейерного става при его передвижке;

применена групповая гидроразводка, что улучшило прохода в крепи, обеспечило удобство ее обслуживания, исключило механическое повреждение гибких шлангов;

применен надежный и высокопроизводительный конвейер СП87П-01 с унифицированным навесным оборудованиемрегулирующим шаг расстановки секций крепи;

применено новое устройство сопряжения секций механизированной крепи с забойным конвейером, которое позволяет резко сократить ручные операции по зачистке почвы перед секциями крепи (карманы).

П. НАЗНАЧЕНИЕ, СОСТАВ И ХАРАКТЕРИСТИКА КОМПЛЕКСА

Очистной механизированный комплекс КМ87Д предназначен для комплексной механизации работ в забоях пологих пластов средней мощности с трудноуправляемой кровлей при управлении кровлей способом полного обрушения с принудительной первичной посадкой основной кровли без применения передового торпедирования или гидрообработки.

П.1. Планирование горных работ, способы подготовки, вы-

4

бор системы разработки, параметров выемочных полей и очистных забоев необходимо осуществлять в соответствии с "Технологическими схемами очистных и подготовительных работ" и "Технологическими схемами подземного транспорта выемочных участков на угольных шахтах".

П.2. Ввод механизированного комплекса в работу осуществлять по специальному проекту, разрабатываемому шахтой в соответствии с настоящими "Методическими положениями...", проект согласовывается с бассейновым научно-исследовательским угольным институтом и утверждается техническим директором производственного объединения по добыче угля.

П.З. Механизированный комплекс КМ87П применять в условиях, соответствующих технической характеристике машин и горно-геологическим условиям.

П.3.1. Техническая характеристика машин комплекса

Производительность комплекса, т/сут

Производительность конвейера, т/ч

Число типоразмеров крепи

Шаг установки секций крепи вдоль лавы, м

Сопротивление крепи, тс (в зависимости от группы секций - 2-3 и 3-3):

на I м² поддерживаемой площади кровли

на I м посадочного ряда на I и длины лавы Коэффициент затяжки кровли Усилие передвижения секций крепи,тс

Усилие передвижения конвейера,?с/м    25

Шаг передвижки секций крепи,м    о,63

Сопротивление почвы вдавливанию,кгс/см^ - не менее 15,0

П.3.2. Горно-геологические условия:

Длина лавы, и

Мощность разрабатываемых пластов, м Угол падения пластов, град Кровля

П.3.2.1* При оценке и отнесении кровли к трудноуправляемой руководствоваться следующими критериями и определениями.

П.3.2*1.1. Критерий наличия резких осадок основной кровли:

h Н-т Ш ^ т(1~Кр)

при $_гш k 200 - 300; /ь-0,05 - 0,2 ,

где    h    -    мощность непосредственной кровли, представлен

ной легкообрушающимися породами, м;

т - мощность пласта,м;

6k- предел прочности пород непосредственной кровли ^сж на сжатие, кгс/см (до 200-300);

k - мощность слоев непосредственной кровли, м;

Н¹ - предельный прогиб нижних слоев основной кровли в пределах цризабойного пространства до потери ее устойчивости, ы ( И¹ ~ 200—220 мм или 40-50 мм/м;

Кр - коэффициент разрыхления пород непосредственной кровли.

Графическая интерпретация неравенства (I) имеет вид гиперболы (рис. I, кривая I). Кривая 2 характеризует верхнее граничное условие минимально необходимой мощности пород непосредственной кровли при пластах различной мощности для смягчения резких осадок основной кровли и определяется выраже-

(2)

, Соотношение мощностей непосредственной кровли и пласта (I) и мощность непосредственной кровли (2), при которых проявляются резкие осадки кровли

7

Мощность непосредственной кровли для обеспечения подбу-чивания основной кровли, определяемая из выражения (2), составляет 3-4-кратную мощность пласта. Это выражение справедливо при- отработке одиночных (коренных) лав при охране выработок целиками угля или широкими бутовыми полосами. При бесцеликовой технологии отработки пластов из-за взаимного влияния отрабатываемой и отработанных ранее лав мощность непосредственной кровли, при которой происходят вторичные осадки превышают 15-кратную мощность пласта, т.е. резкие осадки основной кровли в режиме установившегося сдвижения происходят практически при любой мощности непосредственной кровли при наличии мощных слоев основной кровли,

В выражениях (I) и (2) непосредственная кровля представляется легкообрушающимися неустойчивыми или средней устойчи -вости породами типа аргиллитов, расслаивающихся алевролитов, тонкослоистых, чешуйчатых глинистых пород с мощностью слоев до 0,05 - 0,2 м сильнотрещиноватых, с расстояниями между трещинами 0,15-04 и и временным сопротивлением сжатию до 200 - 300 кгс/см², с шагом периодического обрушения менее 2 м и площадью устойчивых обнажений до 10 м^. Непосредственная кровля указанной структуры может и отсутствовал*^.е. цроч-ные слои основной кровли лежат на контакте с пластом.

П.3.2.1.2. Критерий предельного цролета (шага обрушения) основной кровли

(3)

6_cmh^ 500 кгс/см²;    Htei0,7-1,0)м,

L - предельный пролет, м;

б_шн ~ предел прочности пород основной 1фовли на сжатие, кгс/см;

i_p - то же на растяжение;

Н - мощность несущих слоев пород основной кровли, (мощность основной кровли) м;

объемная масса пород основной кровли, т/м³.

Основная кровля должна быть представлена трудноабрушающи-мнся устойчивыми породами типа мелко- и* тонкозернистых алевролитов, песчаников и известняков, толстослоистых и монолитных, слаботрещиноватых, с мощностью слоев не менее 0,7-1,0 м,прочностью не ниже 500 кгс/см^ и шагом естественного обрушения до первой осадки более 20 м.

П.3.2.1,3. Критерий минимальной мощности несущих слоев прочных пород основной кровли (критерий минимальной мощности основной кровли)

ZHi*2m    (4)

Он должен быть не менее 3,0-4,0.

Мощность слоев прочных пород основной кровли, активно участвующих в формировании нагрузки на крепь в периоды осадок кровли равна 2-8 мощностям пласта.В выражении (#) обозначения аналогичны выражению (3).

Таким образом, к трудноуправляемой следует относить кровлю в совокупности следующих случаев (рис. 1,2):

непосредственная кровля состоит из легкообрушающихся неустойчивых или средней устойчивости пород мощностью менее четырех мощностей пласта при охране выработок угольными целиками, (она определяется по выражениям (I) и (2) рис. 1-2). При бес-целиковой технологии мощность непосредственной кровли должна быть равной 15-кратной мощности пласта.

9