Взаимодействие механизированных крепей с тяжелыми кровлями при интенсивной отработке пологих угольных пластов

• Автор: Логинов, Михаил Александрович
• Шифр специальности: 25.00.22
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 104 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА И ВЫБОР ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1 Краткий обзор выполненных работ
1.1.1 Работы, связанные с созданием и совершенствованием механизированных комплексов первых поколений
1.1.2 Исследования влияния скорости подвигания очистного забоя на шаг осадки основной кровли и параметры взаимодействия крепи с кровлей
1.1.3 Исследования влияния глубины работ на шаг осадки основной кровли
1.1.4 Обобщенные схемы разрушения пород кровли над крепью
1.1.5 Анализ результатов рассмотренных работ и выбор задач исследований
Выводы по главе
ГЛАВА 2 ТИПИЗАЦИЯ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ЗАЛЕГАНИЯ ПОЛОГИХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ И ВЫБОР МОДЕЛИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КРЕПИ С КРОВЛЕЙ
2.1 Факторы, определяющие типы пород кровли по устойчивости и нагрузочным свойствам
2.2 Выбор модели взаимодействия крепи с кровлей
Выводы по главе
ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ГОРНОГЕОЛОГИЧЕСКИХ И ГОРНОТЕХНИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ПАРАМЕТРЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕХКРЕПИ С КРОВЛЕЙ
3.1 Методика исследований
3.2 Результаты исследований в лавах с тяжелыми кровлями

3.3 Совместное влияние скорости подвигания очистного забоя, глубины работ и мощности пород основной кровли на шаг её осадки
3.4 Сопоставление веса взаимодействующих с крепью пород и её реакции
Выводы по главе
ГЛАВА 4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КРЕПЕЙ
4.1 Известные методы определения нагрузочных свойств кровли и силовых параметров механизированных крепей
4.2 Выбор расчетной схемы и её параметров для определения необходимого номинального сопротивления крепи
4.3 Рекомендации по определению необходимого номинального сопротивления механизированной крепи
4.4 Влияние номинального сопротивления механизированной крепи на её вес и стоимость
Выводы по главе 4 ЗАКЛЮЧЕНИЕ... ЛИТЕРАТУРА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность. Основным направлением развития подземной добычи угля при отработке пологих угольных пластов подземным способом в России является резкое увеличение нагрузки на очистные забои, оснащенные механизированными комплексами. Решение этой проблемы связано с выбором высокопроизводительных комплексов новых поколений.
В настоящее время в России и за рубежом созданы высокопроизводительные комплексы, с помощью которых нагрузка на лаву возросла в несколько раз. Рекордная производительность очистного забоя с оборудованием для лав фирмы ДБТ была достигнута в США, на шахте "Твентимайл" угольной корпорации "Кипрус Амакс Коул Корп." в Колорадо в августе 1996г., на которой месячная добыча из лавы составила 820 575т товарного угля при коэффициенте использования оборудования фирмы ДБТ 99%; 26 - го октября 1998г. за одну десятичасовую смену было добыто 25 548 т угля [1,2].
Высокие нагрузки на лаву были достигнуты и в Германии, где применяются щитовые механизированные крепи, которые в большинстве случаев двухстоечные с повышенной несущей способностью ( 1000кН/м2 и более). На шахте «Фридрих Генрих / Рейнланд» в лаве длиной 430м в течение суток было добыто 18000 т товарного угля.
Известны также случаи работы лав, оснащенных механизированными крепями, с высокой нагрузкой и в России. На шахте им. С.М. Кирова при отработке пласта Болдыревского мощностью 2,2м в лаве длиной 242м была достигнута производительность очистного забоя 10400 т/сут; на шахте «Котинская» при отработке пласта 52 мощностью 4,5м в лаве длиной 200м, оснащенной комплексом ДБТ, нагрузка на лаву 05 составила 12000т/сут; в другой лаве 07 по тому же пласту 52 суточная нагрузка на лаву составила в среднем 23000 т/сут.
Приведенные случаи высокой производительности очистных забоев относятся к благоприятным условиям залегания угольных пластов, когда в кровле
Рисунок 4 - Схема взаимодействия двухрядной секции механизированной крепи поддерживающего типа с устойчивой зависающей кровлей [86]
I]р=в„

V Су
= 0а.

Выражение ( 3 ) показывает, что потребное сопротивление крепи всегда должно быть больше внешней активной нагрузки ()а, приложенной к перекрытию, и больше веса поддерживаемого блока (.1а о.
Рассмотренная схема ( модель взаимодействия крепи с кровлей ) позволяет с определенным допущением определить необходимое номинальное сопротивление крепи. Однако рассмотренная модель обладает большими недостатками. Во-первых, в ней рассматриваются блоки, взаимодействующие с крепью, сравнительно небольшой длины, которые должны уравновешиваться крепью. В шахтных условиях при первых осадках основной кровли длина блоков достигает 25м и более. При обрушении блок такой длины распирается между породами, находящимися впереди плоскости облома и обрушенными в завале блока-