Крепление концевых участков лав и их сопряжений
При полном или частичном размещениях приводов скребковых конвейеров в лаве процессы крепления ее концевых участков зависят от типоразмера крепи, параметров и схем установки ее рам в призабойном пространстве, длины и глубины ниш, ширины охранной полосы и габаритных размеров приводов лавного конвейера, а также их функционального назначения (основной или концевой). Особенностью крепления концевых участков является применение для перекрытия приводов лавного конвейера так называемой инвентарной крепью, состоящей из деревянных или металлических прогонов (длиною 4,0-4,4 м), металлических шарнирно соединенных между собой верхняков, под которые устанавливаются поочередно переносимые металлические стойки. Разновидности инвентарной крепи определяются схемами ее установки, которые прежде всего зависят от устойчивости кровли.
На рисунке 13.9 представлены некоторые схемы расстановки крепежных рам инвентарной крепи на концевых участках лавы, сопряженных с ранее пройденной выработкой. Следует отметить, что при полном размещении основного привода скребкового конвейера в лаве с учетом угла ее наклона и высоты уступа почвы грузопоток может направляться в транспортную выработку самотеком по рештаку, размещение которого должно обеспечивать соответствующую высоту перегрузки.
При устойчивых кровлях применяются спарено устанавливаемые деревянные прогоны (см. рис. 13.9, а, в), при средней устойчивости и неустойчивых - шарнирные верхняки с различными шагами их установки (см. рис. 13.9, б, г). При этом не исключается выемка и крепление опережающих ниш.
Возведение инвентарной крепи и крепление концевых участков, сопряженных с транспортной выработкой, проводимой вслед за лавой, несколько усложняется (рис. 13.10), где 1 и 2 - скребковые конвейеры соответственно лавы и прилегающей к ней выработки; 3 - сплошные металлические прогоны инвентарной крепи; 4 и 5 - деревянные соответственно поперечные прогоны и продольные верхняки инвентарной крепи; 6 - забой подготовительной выработки.
Схемы крепления (поддержания) сопряжений лав с выработками весьма разнообразны и зависят от средств крепи усиления и высоты породного уступа, а также транспортных средств (рис. 13.11). В качестве средств усиления крепи используются устанавливаемые стойки под верхняк крепежной рамы выработки (ремонтины) (см. рис. 13.11, а), прогоны (см. рис. 13.11, б), а также их комбинации (см. рис. 13.11, в, г и рис. 13.12).
Для поддержания породного уступа кровли в зависимости от его высо ты и устойчивости пород, дополнительно используются анкеры, размещае мые с различными схемам их установки (см. рис. 13.11, а) и рисунок 13.13.
Конструкции устройств и приспособлений для удержания верхняко; прогоном могут быть различными, одна из которых представлена на рисунк-13.14.
|
|
Рисунок 13.12 - Фрагменты паспорта крепления сопряжения лавы с конвейерным ходком: 1 -ремонтина; 2 - прогон; 3 -распорные стойки (две); 4 — гидравлический стол
Рисунок 13.13 — Схемы размещения анкеров на сопряжении при обнажении породного уступа кровли: а - полном со сдвоенными анкерами; б — частичном с одинарными анкерами при подпоре арочного верхняка: 1 — анкер; 2 - прогон с приспособлением его удержания стойками
Рисунок 13.14 - Схема приспособления для подпора прогона и верхняка после удаления стойки рамной крепи: 1 — гидравлическая стойка; 2 - прогон металлический; 3 - хомут с фигурной планкой 4; 5 - приставка; 7 - торцевая часть верхняка из спецпрофиля
13.4 Возведение охранных сооружений
13.4.1 Охрана подготовительных выработок пологонаклонных пластов
Состав и последовательность выполнения работ при возведении опорных сооружений (ограждений) в полосе концевого участка лавы зависят от способов охраны прилегающих к лаве подготовительных выработок, которые характеризуются конструкциями этих опор и их размерами, с учетом временного поддержания тупика подготовительной выработки, погашаемого вслед за лавой, или необходимости длительного ее поддержания для повторного использования.
Для временного поддержания сопряженных с лавой подготовительных выработок в зависимости от вынимаемой мощности пласта используются ряды деревянных ограждений: кустов, костров, бутокостров, органки, кусто-костров, возводимых в охранной полосе концевого участка лавы с определенной плотностью на некотором удалении от выработки. Возведение вышеперечисленных охранных опор для временного поддержания выработки производится вручную с отставанием от очистного забоя согласно "Паспорту...".
В ручную также возводятся и породные полосы для охраны повторно используемых выработок (рис. 13.15).
|
Работы по возведению охранной породной полосы аналогичны тем, которые выполняются при возведении породных полос в лаве при способах управления кровлей с применением частичной закладки и частичного обрушения. Подрывка пород в бутовых выработках производится буровзрывным способом. Категории пород по буримости зависят от коэффициента их крепости и определяются затратами основного (чистого) времени (мин.) на бурение 1 м шпура и типа бурового средства. В частности для пород в пределах коэффициентов их крепости 2,5-7,5 при бурении ручным электросверлом предел скорости бурения составляет 2,01-7,3 м/мин.
Породные полосы для охраны выработок, проводимых вслед за лавой, как правило, возводятся с помощью скреперных закладочных установок (рис. 13.16), состоящих из скреперной лебедки, скрепера и обводных блоков.
|
Общий вид скреперной лебедки типа ЛСУ и ее технические характеристики представлены соответственно на рисунке 13.17 и в таблице 13.5, а скрепера - на рисунке 13.18.
Состав работ при возведении породной полосы с применением скреперной закладочной установки:
- подрывка буровзрывным способом кровли в забое подготовительной выработки;
- передвижка и установка обводного блока в лаве;
- скреперование отбитой породы (управление скрепеной лебедкой);
- возведение рамной крепи в подготовительной выработке;
- зачистка оставшейся породы вручную;
- раскрепление, передвижка, установка и крепление закладочной установки.
|
Таблица 17.5 - Технические характеристики шахтных скреперных лебедок
типа ЛСУ
Наименование параметра и единица его измерения | Количественное значение параметра типа лебедки | ||||
18,5ЛСУ-2С | 30ЛСУ-2С | 30ЛСУ-2П | 55ЛСУ-2С | 55ЛСУ-2П | |
Мощность двигателя, кВт | 18,5 | ||||
Средняя скорость каната, м/с: - рабочего хода - холостого хода | 1,28 1,78 | 1,30 1,77 | 1,60 1,80 | 1,46 2,00 | 1,60 2,00 |
Среднее тяговое усилие на рабочем канате (не менее), кН | |||||
Диаметр рабочего каната (не менее), мм | 19,5 | 19,5 | |||
Канатоемкость рабочего барабана (не более), м | |||||
Габаритные размеры, мм: - длина - ширина - высота | 2000 1015 | 1670 1200 1000 | 2480 1015 1000 | 1780 1200 1000 | |
Масса (не более), кг |
|
Крепление обводного блока в лаве должно быть надежным. Одна из схем установки этого блока с упорной металлической клиновой стойкой показана на рисунке 13.19.
Возможны и другие способы крепления обводных блоков в зависимости от высоты закладочного пространства, шага закладки (обычно 0,8 или 1,6 м) и схема скреперования (рис. 13.20), где: 1 и 2 - блоки подвесные соответственно одинарный и спаренные; 3 - отрезок круглозвенной цепи; 4 - зацепное приспо-
собление; 5 - анкер; 6 - канат; 7 - тумба ОКУ; 8 - породная полоса.
Высокая степень механизации закладочных работ при возведении охранных породных полос достигается с помощью комплекса "Титан", общая технологическая схема применение которого представлена на рисунке 13.21, где: 1 - "Титан" с загрузочным устройством 2; 3 - перегружатель; 4 - компрессор; 5 - трубопровод разборный; 6 - сетка ограждения; 7 - породная охранная полоса шириной 16 с шагом закладки 13
Рисунок 13.19- Схема крепления обводного блока, устанавливаемого в нижней части закладываемой с помощью скреперной установки породной полосы на концевом участке лавы: 1 — якорная клиновая стойка; 2 - клин распорный; 3 - замковой пояс; 4 - сцепка вагонетки; 5 - отрезок скребковой цепи;
6 - обводной блок
.
Рисунок 13.20 - Схемы крепления отклоняющих блоков скреперной закладочной установки: а – в лаве; б – в проводимой за лавой выработке
Рисунок 13.21 — Технологическая схема возведения охранной породной полосы механизированным закладочным комплексом типа "Титан "
Техническая характеристика закладочного комплекса типа "Титан" представлена в таблице 13.6 а общий вид в усовершенствованном исполнении "Титан-1М-01" - на рис. 13.22 [33].
Таблица 13.6 - Техническая характеристика закладочного комплекса типа
"Титан"
Параметр и единица его измерения | Количественное значение параметра типа комплекса | ||
"Титан-1" | "Титан-IM" | "Титан-Ш-01" | |
Производительность, м3/мин. | 0,333-1,000 | 0,333-1,000 | 0,333-1,333 |
Средняя производительность, м3/мин. | 0,666 | 0,666 | 0,833 |
Дальность транспортирования (м) при производительности, м3/мин. 0,333 | |||
0,666 | * | ||
1,000 | * | ||
1,333 | * | * | |
Количество компрессоров | |||
Производительность компрессора, приведенная к начальным условиям, м7с | 0,73±0,1 | 0,73±0,1 | 0,93±0,1 |
Номинальное конечное избыточное давление, развиваемое компрессором, МПа | 0,100 | 0,100 | 0,125 |
Номинальный внутренний диаметр пневмозакладочного трубопровода, мм | 195-207 | ||
Суммарная номинальная мощность, кВт: приводов комплекса привода компрессора | 11О | ||
Масса, кг: комплекса компрессора |
*Не определено
Рисунок 13.22 - Общий вид комплекса "Титан-1 M-01"
Порода для закладки комплексом "Титан" может доставляться как из вне, так и от проводимой вслед за лавой выработки, у которой погрузка отбитой породы производится породопогрузочной машиной и доставляется скребковым конвейером к перегружателю.
При выкладке породной полосы комплексом "Титан" ручные работы полностью не устраняются. Последние, прежде всего, связаны с монтажом-демонтажом и переноской закладочного трубопровода, а также установкой сетки или других оградительных средств. Шаг закладки обычно двукратен ширине захвата комбайна и составляет 1,6 м. К недостаткам этой технологии закладки следует отнести высокое пылеобразование.
В качестве ограждения для охраны прилегающих к лаве выработок используются блоки железобетонных тумб (БЖБТ), которые обладают ограниченной податливостью. Схемы размещения БЖБТ, количество их рядов и конструктивных особенностей зависят от типа подрывки боковых пород и их устойчивости. На рисунке 13.23 представлена одна из разновидностей схем размещения БЖБТ, состоящей из двух сплошных их рядов и податливого слоя деревянного (или другого) материала на контакте с кровлей, когда шаг подвигания очистного забоя составляет 0,8 м.
Состав и последовательность выкладки БЖБТ на концевом участке лавы:
- контроль за состоянием кровли и крепи;
- зачистка места выкладки блоков;
- высаживание вручную блоков на породный уступ с подошвы выработки;
- доставка блоков к месту их выкладки;
Рисунок 13.23 - Ограждение из БЖБТ для охраны выработки: а - схема размещения; б - блок железобетонный: 1 - двухрядное сплошное
ограждений из БЖБТ; 2 — слой из податливого материала; 3 - органная крепь; 4 - арматура; 5 - проволочная ручка
- укладка блоков в тумбу;
- выкладка податливого слоя из древесины (чаще из использованного крепежного материала).
Основным недостатком способа охраны выработок с использованием БЖБТ является его высокая трудоемкость.
С целью значительного сокращения ручных работ по выкладке охранного ограждения из БЖБТ используется технология механизированного возведения литых полос из быстротвердеющих материалов. Сущность этой технологии заключается в том, что вдоль выработки по мере подвигания очистного забоя на некотором удалении от породного уступа кровли или почвы в межопалубочное пространство доставляется быстротвердеющая смесь материалов (бетон), которая после затвердевания образует охранную полосу (ограждение) (рис. 13.24).
Рисунок 13.24- Технологическая схема возведения литой полосы из твердеющих материалов для охраны прилегающей к лаве выработки
Для возведения литой полосы (см. рис. 13.24) используется следующее оборудование: 1- нагнетательный аппарат; 2 - нагнетательный став; 3 - став подачи воды; 4 - смеситель; 5 - установка загрузочно-смесительная; 6 - эстакада для загрузки контейнеров с материалами; 7 - контейнер; 8 - платформа; 9 - лебедка; 10 - литая полоса, которую обслуживают четверо рабочих.Возможны и другие технологии возведения литых полос, в том числе из других твердеющих материалов (фосфогипса, пенобетона и др.) В качестве опалубки могут также использоваться механизированные передвижные их конструкции.
13.4.2 Охрана подготовительных выработок крутых пластов Процессы возведения временных или постоянных (на время эксплуатации) сооружений для охраны штреков при выемке тонких и средней мощности крутых пластов определяют прежде всего способы выемки угля и
управления кровлей, а также технические возможности механизации этих процессов.
Для охраны откаточных штреков с целью их повторного использования в качестве естественных охранных средств чаще применяют угольные целики различных размеров (рис. 13.25, а). Работы по формированию этих целиков осуществляются путем опережающей очистной забой 1 выемки угля отбойными молотками в магазинном уступе 2 и при проведении печей 3. Над краевой частью каждого угольного целика со стороны лавы сооружаются деревянные откосы для направления отбитого угля в печь и через люк на откаточный штрек в вагонетки. Могут также возводиться искусственные сооружения (см. рис. 13.25, б).
|
На практике все чаще применяются комбинированные способы охраны прилегающих к лаве выработок для повторного их использования опорами переменной жесткости как по ширине охранной полосы, так и в направлении подвигания очистного забоя, или эта выработки вслед за подвиганием лавы погашаются.
Условные обозначения средств охраны, изображаемые на "Паспорте выемки угля, крепления и управления кровлей в лаве..." представлены в таблице 13.7 [9].
|
В качестве вспомогательных мер, направленных на повышение эффективности охраны и поддержания выработок, могут применяться различные способы локальной разгрузки массива за их контуром, включая отсечку, зависающей над ограждением труднообрушаемой кровли, а также упрочнения боковых пород.
Таблица 13.7 - Условные графические изображения средств охраны прилегающих к лаве выработок