Шаг обрушения непосредственной кровли

Непосредственная и основная кровля. Обрушаемость пород кровли калийных и угольных пластов

Непосредственная кровля – это толща пород над пластом, которая легко обрушается при небольших обнажениях на некотором расстоянии от забоя при передвижке механизированной крепи.

Мощность непосредственной кровли при отработке угольных пластов обычно не превышает 2-3 м и определяется мощностью периодически обрушающихся за крепью пород после передвижки механизированной крепи.

Основной кровлей называется толща пород, залегающая сразу над непосредственной кровлей. Она способна сохранять устойчивость в выработанном пространстве за крепью лавы через некоторое время после обрушения непосредственной кровли.

Мощность основной кровли при отработке угольных пластов зависит от состава и строения слагающих ее пород, вынимаемой мощности пласта и в большинстве случаев составляет 3-5 м.

Кровля калийных пластов Старобинского месторождения представлена неравномерным чередованием прослоев каменной соли, глины и других пород. В зависимости от способности этих пород к обрушению при отработке калийных пластов длинными очистными забоями (лавами), также как и на угольных пластах, различают непосредственную и основную кровлю. По результатам геологического строения и прочностных свойств пород кровли Второго и Третьего калийных пластов, а также характера обрушения кровли при выемке пластов введены понятия об условном разделении кровли на непосредственную и основную:

— непосредственная кровля – одна или несколько пачек (слоев) пород мощностью до 10 м, залегающих непосредственно над отрабатываемым пластом, не способных (как правило) образовывать больших зависаний и

133

обрушающихся при передвижке забойной крепи лав. Шаг ее самопроизвольного обрушения составляет, в основном, 3-5 м;

119

— основная кровля – одна или несколько пачек (слоев) пород, залегающих над непосредственной кровлей на высоте 10-20 м от кровли пласта и имеющих в своем составе более прочные, чем в непосредственной кровле, пачки (слои) пород. Шаг ее самопроизвольного обрушения (периодических осадок) в несколько раз бóльший шага обрушения непосредственной кровли, преимущественно 10-25 м.

Обрушаемость пород кровли пластов

Породы, слагающие кровлю пластов, обладают различной склонностью к обрушению. При управлении кровлей в лавах полным обрушением различают:

— первое обрушение кровли;

— первичное обрушение кровли;

— вторичное обрушение кровли.

Первое обрушение кровли в лавах происходит после ее отхода от монтажного штрека на расстояние 50-80 м и более. На Старобинском месторождении зачастую происходит при отходе на расстояние, примерно равное длине лавы (квадрат). Первое обрушение кровли происходит с наибольшей интенсивностью, при этом развивается большое горное давление на забойную крепь, иногда приводящее в нижних лавах при слоевой выемке Третьего пласта к аварийному выходу ее из строя.

После первого обрушения в процессе подвигания лавы происходят регулярные обрушения непосредственной и основной кровли. При этом обрушения непосредственной кровли зачастую называют первичными, а обрушения основной кровли – вторичными. На угольных месторождениях непосредственная кровля чаще всего не образует зависаний за крепью, а основная кровля зачастую зависает в виде консольных плит. Если при большой разрыхляемости пород непосредственной кровли она после обрушения полностью (без зазора) подбучивает основную кровлю, то последняя не обрушается, а плавно ложится на обрушенные породы.

Для Старобинского месторождения в «Инструкции по применению систем разработки на Старобинском месторождении». – Солигорск, 2018 приведена классификация пород кровли Второго и Третьего калийных пластов на обрушаемость. Для обоих пластов как непосредственная, так и основная кровля на каждом из интервалов 0-5; 5-10; 10-15 и 15-20 м делится на:

134

— труднообрушаемую.

Классификационным признаком для отнесения кровли к легко, средне и трудно обрушаемой на Втором пласте является содержание в кровле слабых прослойков (глинистых и глинисто-мергелистых пород), а на Третьем пласте – содержание в кровле слабых прослойков (глина, карналлит) и содержание прочных прослойков (каменная соль, сильвинит, доломит, песчаниковидная соль).

Горное давление в лавах. Основные факторы, влияющие на проявления горного давления в очистных забоях и выработках

Источник

Разработка паспорта выемки угля, крепления и управления кровлей в очистном забое , страница 4

1- отгон комбайна; 2- комбайн перед зарубкой; 3- выемка комбайном «косого заезда»; 4- комбайн перед выемкой следующей полосы.

Длина пути маневрирования при самозарубке выбирается исходя из длины комбайна и длины забойного конвейера (его участка), т.е. чтобы была возможность его плавного изгиба и при этом не было бы помех движению скребковой цепи.
6.Расчет нагрузки на очистной забой.

Нагрузка на очистной забой является главнейшим показателем определяющим уровень комплексной механизации добычи организации работ и основных технико-экономических результатов таких как производительность труда и себестоимость. Нагрузка на очистной забой рассчитывается в зависимости от принятой технологии работ в лаве.

Среднесменная нагрузка на очистной забой:

где q- расчетная производительность комбайна , т/мин

к_м— сменный коэффициент машинного времени комбайна по выемке угля

Т_см— длительность рабочей смены , мин

с- коэффициент извлечения угля (с= 0 ,98)

где m- мощность пласта , м

g- плотность угля в массиве , т /м 3

r- ширина захвата комбайна .,м

к_r — коэффициент использования захвата (к_r=1)

v_п— скорость подачи комбайна , м/мин

Среднесуточная нагрузка на очистной забой:

где А _см— среднесменная нагрузка на очистной забой т/смену

n_см— число рабочих смен по добыче угля в сутки.

Для расчета нагрузки на очистной забой произведем моделирование комбайновой выемки угля и выполним расчет по методике ИГД им. А.А. Скочинского (программа R 11 ).

Исходя из расчета выполненного на ЭВМ мы видим что суточная нагрузка на очистной забой составляет 758 т , а подвигание лавы за сутки-2,553 м при выполнении 4,052 циклов в сутки.

7.Параметры управления кровлей пласта.

Расчет шагов обрушения кровли.

Для определения нагрузки на забойную механизированную крепь и для проверки правильности выбора крепи необходимо рассчитать первоначальный и установившийся шаги обрушения основной и непосредственной кровли.

Первоначальный шаг обрушения непосредственной кровли определяется по формуле:

где a- угол падения пласта;

f _н— средневзвешенный коэффициент крепости;

V_с— подвигание лавы за сутки , м;

h_р— размер зоны активного расслоения непосредственной кровли.

где z- ширина зоны опорного давления впереди лавы , м;

h_н— мощность непосредственной кровли , м;

n- количество расслоений в 1м пород кровли;

a- коэффициент , учитывающий вдавливание крепи в почву;

h- отношение начального распора крепи к ее рабочему сопротивлению;

f- количество стоек на 1 м 2 поддерживаемой кровли в лаве.

где s_вд— прочность пород почвы пласта на вдавливание.

Установившийся шаг обрушения непосредственной кровли определяется по формуле:

Первоначальный шаг обрушения основной кровли определяется по формуле:

• АлтГТУ 419
• АлтГУ 113
• АмПГУ 296
• АГТУ 267
• БИТТУ 794
• БГТУ «Военмех» 1191
• БГМУ 172
• БГТУ 603
• БГУ 155
• БГУИР 391
• БелГУТ 4908
• БГЭУ 963
• БНТУ 1070
• БТЭУ ПК 689
• БрГУ 179
• ВНТУ 120
• ВГУЭС 426
• ВлГУ 645
• ВМедА 611
• ВолгГТУ 235
• ВНУ им. Даля 166
• ВЗФЭИ 245
• ВятГСХА 101
• ВятГГУ 139
• ВятГУ 559
• ГГДСК 171
• ГомГМК 501
• ГГМУ 1966
• ГГТУ им. Сухого 4467
• ГГУ им. Скорины 1590
• ГМА им. Макарова 299
• ДГПУ 159
• ДальГАУ 279
• ДВГГУ 134
• ДВГМУ 408
• ДВГТУ 936
• ДВГУПС 305
• ДВФУ 949
• ДонГТУ 498
• ДИТМ МНТУ 109
• ИвГМА 488
• ИГХТУ 131
• ИжГТУ 145
• КемГППК 171
• КемГУ 508
• КГМТУ 270
• КировАТ 147
• КГКСЭП 407
• КГТА им. Дегтярева 174
• КнАГТУ 2910
• КрасГАУ 345
• КрасГМУ 629
• КГПУ им. Астафьева 133
• КГТУ (СФУ) 567
• КГТЭИ (СФУ) 112
• КПК №2 177
• КубГТУ 138
• КубГУ 109
• КузГПА 182
• КузГТУ 789
• МГТУ им. Носова 369
• МГЭУ им. Сахарова 232
• МГЭК 249
• МГПУ 165
• МАИ 144
• МАДИ 151
• МГИУ 1179
• МГОУ 121
• МГСУ 331
• МГУ 273
• МГУКИ 101
• МГУПИ 225
• МГУПС (МИИТ) 637
• МГУТУ 122
• МТУСИ 179
• ХАИ 656
• ТПУ 455
• НИУ МЭИ 640
• НМСУ «Горный» 1701
• ХПИ 1534
• НТУУ «КПИ» 213
• НУК им. Макарова 543
• НВ 1001
• НГАВТ 362
• НГАУ 411
• НГАСУ 817
• НГМУ 665
• НГПУ 214
• НГТУ 4610
• НГУ 1993
• НГУЭУ 499
• НИИ 201
• ОмГТУ 302
• ОмГУПС 230
• СПбПК №4 115
• ПГУПС 2489
• ПГПУ им. Короленко 296
• ПНТУ им. Кондратюка 120
• РАНХиГС 190
• РОАТ МИИТ 608
• РТА 245
• РГГМУ 117
• РГПУ им. Герцена 123
• РГППУ 142
• РГСУ 162
• «МАТИ» — РГТУ 121
• РГУНиГ 260
• РЭУ им. Плеханова 123
• РГАТУ им. Соловьёва 219
• РязГМУ 125
• РГРТУ 666
• СамГТУ 131
• СПбГАСУ 315
• ИНЖЭКОН 328
• СПбГИПСР 136
• СПбГЛТУ им. Кирова 227
• СПбГМТУ 143
• СПбГПМУ 146
• СПбГПУ 1599
• СПбГТИ (ТУ) 293
• СПбГТУРП 236
• СПбГУ 578
• ГУАП 524
• СПбГУНиПТ 291
• СПбГУПТД 438
• СПбГУСЭ 226
• СПбГУТ 194
• СПГУТД 151
• СПбГУЭФ 145
• СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 379
• ПИМаш 247
• НИУ ИТМО 531
• СГТУ им. Гагарина 114
• СахГУ 278
• СЗТУ 484
• СибАГС 249
• СибГАУ 462
• СибГИУ 1654
• СибГТУ 946
• СГУПС 1473
• СибГУТИ 2083
• СибУПК 377
• СФУ 2424
• СНАУ 567
• СумГУ 768
• ТРТУ 149
• ТОГУ 551
• ТГЭУ 325
• ТГУ (Томск) 276
• ТГПУ 181
• ТулГУ 553
• УкрГАЖТ 234
• УлГТУ 536
• УИПКПРО 123
• УрГПУ 195
• УГТУ-УПИ 758
• УГНТУ 570
• УГТУ 134
• ХГАЭП 138
• ХГАФК 110
• ХНАГХ 407
• ХНУВД 512
• ХНУ им. Каразина 305
• ХНУРЭ 325
• ХНЭУ 495
• ЦПУ 157
• ЧитГУ 220
• ЮУрГУ 309

Полный список ВУЗов

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Источник

Шаг обрушения непосредственной кровли

7.7. УПРАВЛЕНИЕ КРОВЛЕЙ

Управление кровлей — совокупность мероприятий по регулированию нагрузки на крепь очистного забоя, проводимых с целью обеспечения безопасной и эффективной выемки полезного ископаемого. Способы управления кровлей делят на три основные группы: естественное поддержание; обрушение пород кровли; искусственное поддержание кровли в выработанном пространстве.

Естественное поддержание применяют тогда, когда вмещающие породы после выемки полезного ископаемого сохраняют устойчивость при отсутствии крепи. Обычно такие случаи встречаются при отработке сланцевых, угольных или калийных пластов короткими забоями, где пролеты кровли невелики. При естественном поддержании широко используют удержание кровли на целиках, в связи с чем оно сопряжено со значительными (до 30—40 %) потерями полезного ископаемого.

Обрушение пород кровли в выработанном пространстве по всей длине забоя называют полным обрушением, отдельными зонами — частичным. В настоящее время в угольных шахтах применяют в основном полное обрушение пород кровли, на долю которого приходится около 97 % добычи угля из действующих очистных забоев.

При использовании индивидуальной крепи призабойную и специальную крепи переносят вслед за подвиганием забоем. Расстояние, через которое производят переноску специальной крепи и обрушение пород, называют шагом посадки непосредственной кровли. При этом мощность непосредственной кровли должна быть в 6—8 раз больше мощности пласта, а почва пласта — достаточно крепкой, чтобы не допускать значительного вдавливания стоек.

В угольных шахтах широко распространена безорганная посадка кровли, которая применяется в очистных забоях, закрепленных металлической индивидуальной крепью, так как ее общее сопротивление и жесткость значительно превышают аналогичные характеристики деревянной крепи. При ней обрушение кровли ведут на уплотненный стойками индивидуальной крепи последний от забоя ряд призабойной крепи. Усиливающие стойки в посадочном ряду устанавливают за цикл или два перед посадкой (рис. 7.20).

Расчет параметров призабойной крепи при безорганной посадке проводят следующим образом. Если известно, что на призабойную крепь оказывает давление какой-либо слой пород

В лавах, оборудованных механизированными комплексами, процессы крепления призабойного пространства и управления кровлей совмещены, т. к. передвижка секций крепи создает условия для обрушения пород в выработанном пространстве. При использовании механизированных крепей посадка кровли происходит обычно после каждой передвижки крепи.

При залегании в кровле труднообрушающихся пород (песчаники, известняки) она имеет шаг обрушения, намного превышающий шаг передвижки механизированной крепи. Для сокращения шага естественного обрушения кровли ее разупрочняют путем взрывания зарядов в скважинах (торпедирование кровли) или нагнетания жидкости. В отдельных случаях используют механизированные крепи с повышенным сопротивлением 1МК-ЮЗ, МТ, М-130 и 2УКП, у которых рабочее сопротивление секции составляет соответственно 2,8; 5,2; 3,1 и 4,2 МН.

Для предотвращения неуправляемого обрушения неустойчивых, легкообрушающихся пород кровли их укрепляют склеивающими полимерными растворами — карбамидными, пенополиуретановыми и др. Для этого в кровлю через опережающие шпуры нагнетают раствор полимера с добавкой отвердителя. Через 1—3 ч раствор затвердевает, скрепляя массив.

Для удержания неустойчивых пород и предотвращения их расслоения в механизированных забоях применяют также передвижку секции с постоянным подпором.

Частичное обрушение пород кровли производят в заранее выбранных зонах выработанного пространства. Такими зонами являются полосы шириной по 15—20 м, располагаемые по направлению подвигания очистного забоя. Из-за сложности работ частичное обрушение имеет весьма ограниченное применение.

Если обрушенные породы непосредственной кровли не обеспечивают подпора пород основной кровли, то на пластах мощностью до 2 м с труднообрушающимися породами кровли иногда применяют искусственное ее поддержание в выработанном пространстве — частичную закладку выработанного пространства. Она предусматривает выкладку в выработанном пространстве бутовых полос из породы. Как правило, частичную закладку используют в тех случаях, когда мощность непосредственной кровли не превышает 4—6-кратной вынимаемой мощности пласта. Для выкладки бутовых полос используют породу, полученную от подрывки кровли буровзрывным способом в бутовых штреках.

Другим способом искусственного поддержания кровли в выработанном пространстве является управление кровлей полной закладкой, который заключается в заполнении всего
выработанного пространства каким-либо закладочным материалом (предварительно разрушенные породы, песчано-гравийная смесь, песок, отходы обогатительных фабрик и др.)- Этот способ применяют для поддержания трудноуправляемой кровли, выемки пластов, опасных по внезапным выбросам угля и газа, и пластов с углем, склонным к самовозгоранию, извлечения запасов полезного ископаемого под охраняемыми от сдвижений объектами на поверхности. Различают пневматическую, гидравлическую, механическую и самотечную закладку.

Пневматическая закладка предусматривает подачу закладочного материала в выработанное пространство с помощью сжатого воздуха. Закладочный материал предварительно дробят на куски размером не более 80 мм, а затем с помощью пневмозакладочной машины, устанавливаемой обычно на вентиляционном штреке, подают по проложенному в лаве трубопроводу под давлением сжатого воздуха 0,3—0,5 МПа. По мере подвигания забоя трубопровод демонтируют на секции, переносят на новую полосу и вновь монтируют.

При использовании в очистных забоях механизированных комплексов закладочный трубопровод передвигается вместе с крепью без разборки . В трубопроводе имеются отверстия, через которые закладочный материал подается в выработанное пространство.

Для подачи закладочного материала в выработанное пространство используют пневмозакладочные комплексы ПЗП и ПЗК, состоящие из пневмозакладочных машин ПЗБ и ДЗМ-2, дробильно-сортировочные машины, конвейеры, питатели, опрокидыватели, бункеры и другое оборудование. Машину ПЗБ располагают не далее 150-170 м от очистного забоя. Производительность комплексов по закладке составляет соответственно 200 и 100 м /ч.

Закладочный массив под действием опорного давления уплотняется. Усадка закладочного массива, возведенного пневматическим способом, может составлять 25—30 %. Расход закладочного материала 0,7—0,85 м3 на 1 т добываемого угля. Из всех видов закладки пневматическая закладка характеризуется наибольшими энергозатратами (до 15 кВт-ч на 1 м3 закладочного материала).

Источник