В настоящее время наибольший интерес представляют классификации ВУГИ, СЭВ, ДонУГИ некоторые другие. В зарубежной литературе четких классификаций пород кровель не приводится.
Руководствуясь классификацией, представляется возможным запроектировать подходящий тип комплекса для отработки конкретного пласта, правильно разработать технологию выемки угля и крепления забоя. Особенно актуальными эти решения будут при освоении новых угольных месторождений или полей.
Известно, что крепью невозможно удержать массив. Согласно проведенным наблюдениям и выводам ученых ИГД им. Скочинского [1] сопротивление крепи опусканию пород кровли составляет 5-10 % величины веса столба породы над забоем, т.е.
(1.2)
где 
-
удельный вес породы, кН/м3; Н – глубина разработки, м.
У любознательного читателя возникает вопрос, каким образом удается обеспечить удовлетворительное и безопасное состояние очистного забоя при таком большом несоответствии (10¸20 раз) между величинами возможного горного давления и несущей способностью крепи!
Основным фактором в данном случае является управление кровлей и изменение состояния массива вокруг очистной выработки.
Оно заключается в изменении свойств пород при помощи механизированной крепи с определенными параметрами и конструктивной схемой; создании локальной подвижкой защитной зоны вокруг очистного забоя, где происходит перераспределение горного давления.
Условие взаимодействия между основной кровлей, непосредственной кровлей (обрушающейся легче основной) и механизированной крепью описывается неравенством (рисунок 1):
(1.3)
где hm - мощность легко обрушающейся непосредственной кровли, м; mi - мощность пласта, м; КPmi - коэффициент разрыхления пород непосредственной кровли в сопряженном с призабойным пространством обрушенном массиве при мощности пласта mi; Нmi - предельный прогиб нижних слоев активной основной кровли до потери ими устойчивости в призабойном пространстве, м.
Средние значения коэффициента разрыхления КР для легкообрушающихся пород непосредственной кровли и предельные по устойчивости прогибы Нш пород основной кровли, установленные производственно-экспериментальными исследованиями, приводятся в таблице 1.1 .
Таблица 1.1 - Физические свойства горных пород шахт Кузбасса
|
m, м |
0,7 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Hmi, м |
0,18 |
0,2 |
0,22 |
0,24 |
0,25 |
|
KРmi |
1,15 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
На рисунке 1 представлены схемы взаимодействия основной кровли, непосредственной кровли и механизированной крепи согласно выражениям (1)- (2).
Схема "а" соответствует условиям, при которых после обрушения непосредственной кровли в выработанном пространстве остается незаполненной зона "Δ".
Схема "б" соответствует случаю, когда левая часть выражения (1) равна правой, при обрушении пород непосредственной кровли обеспечивается полное забучивание выработанного пространства.
Схема
"в" соответствует случаю, когда после обрушения непосредственной
кровли и заполнения выработанного пространства остается избыточная мощность непосредственной
кровли "
".
Выполнив анализ трех приведенных выше случаев, можно сделать следующие выводы.
В схеме "а" кровлю следует отнести к трудноуправляемой, т.к. при отработке пласта возможны её внезапные вторичные осадки и проявление динамических процессов (удары, скоротечные пиковые нагрузки на забои). Поэтому следует выбирать крепь поддерживающего типа с повышенной несущей способностью.
Рисунок 1 – Схема взаимодействия основной кровли, непосредственной кровли и механизированной крепи по критерию подбучивания
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.