Исследование работы лав с тонкими пластами, страница 4

Выемка части угольного пласта является процессом принудительного расчленения системы «кровля пласта – пласт – почва пласта». Функции секции крепи, устанавливаемой вместо извлеченной части пласта идентичны функциям этой части угольного пласта. Успешность замены в первом приближении можно считать зависящей от степени идентичности заменяющего элемента (секции крепи) заменяемому (пласту).

При использовании индивидуальных гидростоек такая идентичность достигалась при равномерной плотности крепи по ширине лавы и постоянства ее сопротивления во времени. Поэтому при меньшей суммарной сопротивляемости индивидуальной крепи по сравнению с механизированной обеспечилось удовлетворительное состояние пород кровли. Следовательно, для взаимодействия крепи с боковыми породами, в частности с позиции обеспечения успешной замены крепью извлеченной части пласта, необходимо равномерно распределять гидростойки по площади рабочего пространства лавы. Выемка угля также является процессом обнажения пород кровли пласта. Устойчивость пород кровли у забоя можно оценить допустимой площадью, допустимым параметром и временем сосуществования ее обнажений. В функции крепи входят обеспечение устойчивости кровли. Параметрами обеспечения такой устойчивости является величина закрепляемой площади и время ее закрепления. Следовательно, уровень обеспечения закрепления кровли в увязке с величиной и временем обнажения кровли можно оценить отношением скорости крепления к скорости обнажения кровли.

Из приведенного анализа следует, что при взаимодействии крепи с неустойчивыми породами кровли в тонком пласте, работа секций будет нормальной, если можно обеспечить соответствие:

- скорости обнажения и скорости крепления призабойного пространства лавы с учетом формы обнажения кровли и величины сопротивляемости секции у забоя в период первого основного этапа ее рабочего цикла;

- сопротивляемостей секции и части заменяемого ею угольного пласта с учетом особенностей поведения боковых пород в массиве вокруг очистной выработки;

- сопротивляемости секции и работы сближения боковых пород в зависимости от влияния процессов выемки угля и передвижки соседних секций крепи на работу рассматриваемой секции.

Секция – основная структурная единица механизированной крепи. От ее работоспособности во многом зависит величина суточной нагрузки на комплексно-механизированную лаву. Основной функцией крепи является обеспечение необходимой скорости подвигания вслед за выемочной машиной. Следовательно, основным показателем работоспособности крепи является степень соответствия возможной производительности выемочной машины по скорости крепления максимальной производительности.

Для обеспечения потребной скорости крепления по условиям взаимного расположения перекрытия секции и корпуса выемочной машины необходимо, чтобы податливость секции в начале передвижки не превышала допустимую величину. А для этого необходимо, чтобы величина сопротивляемости секции была не ниже величины работы сближения боковых пород в соответствующих этапах рабочего цикла.

Степень соответствия сопротивляемости секции крепи величине работы сближения боковых работ можно оценить следующим показателем:

,

где:     - показатель, характеризующий способность секции уменьшить сближение и расслоение боковых пород, которые формируют на нее нагрузку;

           - удельная сопротивляемость секции крепи, кДж/м²;

           - удельная работа сближения боковых пород, формирующих нагрузку на секцию крепи, кДж/м².

Нормальная работа гидравлических стоек и элементов металлоконструкций секции при динамическом нагружении обеспечивается, если величина начального распора не будет превышать разности между величинами номинального и упругого суммарного сопротивления гидростоек при их допустимой податливости. В противном случае, при разных осадках кровли, скорость которых превышает скорость быстродействия предохранительного клапана, возможны поломки наиболее хрупких элементов крепи. Степень соответствия между величинами начального распора и номинального сопротивления может быть оценена величиной коэффициента распора:

,