CC BY
17
УДК 622.285.4
Ли Хи Ун
НЦ ВостНИИ
Ю.М. Филатов
ООО «Шахта «Беловская»
В.В. Огурецкий
Сибирское НПО «Горноспасатель»
О щитовой крепи для очистных забоев на крутых и крутонаклонных пластах угля
Приводится конструкция щитовой крепи, которая может быть использована при отработке крутых и крутонаклонных пластов
В горной практике известна механизированная щитовая крепь, состоящая из оградительного щита и однотипных секций, каждая из которых включает поддерживающие элементы, балку, стяжки, гидродомкраты и направляющие для щита (авторское свидетельство СССР №375384, кл. Е 21 й 19/02, заявлено 25.01.1971 г.).
Основным недостатком известной щитовой крепи является то, что фиксация секций крепи от сползания по падению пласта осуществляется за счет распора между боковыми породами, что затрудняет или делает невозможным их применение на пластах с неустойчивыми кровлями и слабыми сползающими почвами. Указанный недостаток нередко приводит к аварийным ситуациям.
Известна также щитовая крепь, содержащая секции со щитовыми перекрытиями, задние лыжи основания, соединенные с нижним концом перекрытия, и передние опорные лыжи, соединенные опорными стойками с перекрытием и укосными стойками - с задними лыжами и нижним концом перекрытия (авторское свидетельство СССР №1016524, кл. Е 21 й 19/02, опубликовано 07.05.1983 г., Б. №17).
К недостаткам данной щитовой крепи следует отнести возможность самопосадки ее из-за связи по почве щитового перекрытия с основанием крепи и отсутствия постоянной опоры на забой.
Техническим результатом предлагаемой разработки является повышение устойчивости крепи за счет одновременной или попеременной опоры на угольный целик у кровли и почвы пласта.
Нами предложена щитовая крепь для очистных забоев на крутых и крутонаклонных пластах, включающая секции, каждая из которых содержит щитовое перекрытие, гидростойки, основание с лыжами и сегментами опоры и гидродомкраты передвижки.
Отличием предложенной щитовой крепи является то, что перекрытие установлено с возможностью контакта его нижней части с сегментами опоры и соединено с ними гидродомкратами
передвижки, а верхняя часть его снабжена козырьком для опоры на угольный целик у кровли пласта и соединена стойками с лыжами оснований секций.
Кроме этого, угол наклона щитового перекрытия секции к горизонтальной плоскости принят близким к углу естественного откоса вмещающих пород пласта.
Возможность раздельной передвижки крепи по почве и кровле пласта позволяет осуществлять постоянную или попеременную опору на целик, что исключает произвольную самопере-движку крепи по падению, уменьшает вероятность прорыва породы в призабойное пространство и обеспечивает высокую приспособляемость ее по почве пласта и к линии очистного забоя.
Конструкция крепи позволяет при необходимости оперативно отсоединять от секций щитовые перекрытия и вести демонтаж под защитой их, т.е. собственных деревянно-металлических перекрытий одноразового использования, при этом очередной монтаж крепи в новом щитовом столбе производят с новым комплектом щитовых перекрытий. Дополнительные затраты на новый комплект перекрытия окупаются сокращением времени демонтажа и резким улучшением безопасности.
За счет предлагаемого угла наклона поверхности перекрытия к горизонту обеспечивается устранение влияния призабойной части угольного массива на надежность крепи.
На рисунке 1 показана предлагаемая щитовая крепь для очистных забоев.
Она предназначена для использования на крутых и крутонаклонных пластах и состоит из автономных секций, включающих перекрытия 1, основания с лыжами 2 и сегментами опоры 3, две гидростойки 4 и два гидродомкрата передвижки 5. Секции крепи соединяют между собой по щитовым перекрытиям и основаниям цепями (не показаны). Верхняя часть щитового перекрытия снабжена козырьками 6 - для опоры на забои и 7 - для перекрытия с завальной стороны секции зазора между крепью и висячим боком пласта.
Перекрытие 1 нижним концом ложится на сегменты опоры 3 и соединено с ними гидродомкратами передвижки 5, а верхняя его часть связана гидростойками 4 с основанием. На основаниях секций устанавливают тумбы 8 для монтажа конвейероструга.
В исходном положении крепь лыжами 2 и козырьками 6 опирается на забой у почвы и кровли пласта, при этом нижняя часть перекрытия каждой секции находится в контакте с сегментами опоры 3, т.е. лежит на них. Выемку угля в первом этапе начинают с работы конвейероструга у почвы пласта, где с его помощью выбирают и зачищают канаву у лежачего бока пласта и затем с помощью гидродомкратов передвижки 5 и гидростоек 4 выдвигают основания до упора их лыж 2 в забой у почвы пласта, при этом перекрытия 1 выходят из контакта с секторами опоры 3 и опираются на почву пласта и с помощью козырька 6 на верхнюю часть забоя.
Во втором этапе производят выемку конвейеростругом остальной части забоя, после чего с помощью гидродомкратов передвижки 5 и гидростоек 4, опираясь на основание секции, перемещают на забой перекрытие 1 до упора его козырьком 6 в забой висячего бока пласта и контакта с сегментами опоры 3 по лежачему боку.
Рисунок 1 - Щитовая крепь для очистных забоев
За счет постоянного контакта с забоем в одной или двух точках, передвижки оснований под защитой перекрытия и низкого удельного давления на почву пласта исключается возможность самопроизвольной подвижки крепи, что позволяет отрабатывать пласты с неустойчивыми кровлями и слабыми почвами и расширяет диапазон применения крепи по углу падения пласта.
Наличие в конструкции крепи независимой, раздельной от основания, без предварительного снятия с распора передвижки щитового перекрытия снижает вероятность проникновения пород в призабойное пространство.
При необходимости демонтажа секций крепи исключается весьма опасный и трудоемкий процесс отсоединения нижней части перекрытия от сегментов опоры. Для демонтажа секций устанавливают под перекрытия деревянные стойки и отсоединяют только гидростойки и гидродомкраты передвижки.
Внедрение данной крепи в условиях крутопадающих пластов Прокопьевско-Киселевского месторождения позволит безаварийно вести выемку угля.
