Общие положения. Трудность управления кровлей определяется двумя факторами: наличием непосредственно над пластом неустойчивых пород; распо- ложением мощного

Трудность управления кровлей определяется двумя факторами: наличием непосредственно над пластом неустойчивых пород; распо- ложением мощного труднообрушающегося слоя пород на расстоянии менее 3,5 m от пласта.

В первом случае необходимо кровлю упрочнять; во – втором – разупрочнять. Наиболее сложные условия, когда перечисленные фак- торы действуют одновременно. Признаки труднообрушаемой кровли: резкие осадки основной кровли; шаг осадки – 20 – 100 м; завалы лав; исчерпание раздвижности стоек механизированной крепи.

На рисунке 15.1 приведены расчетные схемы для расчета реак- ции крепи в условиях труднообрушающхся кровель. Если над уголь- ным пластом расположена пачка легкообрушающихся слоев мощно- стью < 3,5 m, (рис. 15.1 а), а выше прочный слой (категория кровли A2)

m h (ln + lкр + l)

h L

1 1

q = q 1+ q 2=

lкр

3 + В

m 2 2

lкр

2 ³ 0,8 RТ, (15.1)

где q1 – нагрузка от непосредственной кровли, МПа;

q2 – нагрузка от основной кровли, МПа;

γ1, γ2 – соответственно, объемный вec пород непосредст- венной и основной кровель, МН/м3;

lкр – длина секции крепи, м;

l3 – максимальная длина зависания консоли непосредст- венной кровли, м;

ln – расстояние от забоя до крепи, равное шагу передвижки;

l2 – шаг вторичной осадки кровли, м;

в – коэффициент, зависящий от отношения

c = L 2, со-

2 h

гласно приведенному ниже обобщению

c2 < 1	1 < c2 < 2	c >2, h 1< 2 m	c >2, h 1> 2 m
В 0,75	0,5	0,5	0,3

а)

б) l n l кр l з

l n l кр l зб l пб

Рисунок 15.1 – Расчётные схемы ВНИМИ

Для схемы 15.1 б (категория А3)

m h m h L

q = 1 1 (0,75 lпб + 0,5 lзб)+ в

2 2 2 ³ 0,8 RТ, (15.2)

lкр

где l пб– суммарная длина поддерживаемых крепью блоков, м;

l зб – суммарная длина зависших за крепью блоков, м, при- нимать равной (4 – 5) m;

с2, В – коэффициенты согласно приведенному ниже обобщению

c2	<1	1 < c2 < 2	c2> 2
В	0,75	0,5	0,3

В случае, показанном на рисунке 15.1 в, когда непосредственно над пластом залегает труднообрушающийся слой (А4), применять при

c 1=

> 1 формулу

q = ВДm 1 h 1 l 1 ³ 0,8 R. (15.3)

кр

При значениях с2следующие значения В

с2	1 < c2 < 2	c2> 2
В	0,75	0,5

При залегании над h i труднообрушающегося слоя: h2<h1, при- нимать Д=1,3; если h2>h1 Д=1;

легкообрушающихся пород над h1, то Д=1,5 при h2>0,5h1;

при h2<0,5 h1

Д = 1+ m 2 h 2.

m 1 h 1

В формулах (15.1–15.3) RТ – табличное значение реакции крепи. Если в формулах (15.1–15.3) выполняется неравенство – следует разу- прочнять кровлю.

15.2 Разупрочнение труднообрушаемой кровли

Основные способы разупрочнения: передовое торпедирование, гидромикроторпедирование, гидрообработка, взрывогидрообработка.

15.2.1 Передовое торпедирование кровли

Сущность способа передового торпедирования заключается в предварительном ослаблении пород кровли взрыванием скважинных зарядов впереди очистного забоя. Трещины, возникающие в кровле, уменьшают поперечное сечение труднообрушающегося слоя и явля- ются концентраторами напряжений. Над выработанным пространст- вом зависшая консоль разламывается по линии ослабления, опускается на ранее обрушенные породы. При этом в призабойном пространстве обеспечиваются допустимые опускания кровли.

Все параметры передового торпедирования зависят от размера зоны трещинообразования после взрывания торпед-заряда, которая может быть определена при совместном решении двух уравнений или по номограмме (рис. 15.2)