Управление горным давлением и крепь очистных выработок

Крепь очистных выработок — это искусственное сооружение, возводимое для предотвращения обрушения пород кровли, сохранения необходимой площади по­перечного сечения призабойного пространства и управления горным давлением.

Крепь должна удовлетворять следующим требованиям: она должна быть прочной и устойчивой; обладать податливостью; иметь минимальный вес; обеспе­чивать механизацию установки и передвижки; иметь необходимую площадь при­забойного пространства для пропуска достаточного количества воздуха; не ме­шать выполнению других производственных процессов; должна быть недорогой, надежной и долговечной.

Прочность крепи — способность ее сопротивляться горному давлению, не разрушаясь и не получая остаточных деформаций.

Рабочее сопротивление — сопротивление нагрузке, являющейся безопасной в отношении деформации крепи, составляет до 70 % разрушающей нагрузки.

Начальное сопротивление— сопротивление, развиваемое крепью при ее установке или распоре (для гидравлических крепей).

Устойчивость крепи — способность ее сохранять первоначальное положение под влиянием горного давления.

Жесткость крепи — способность ее сопротивляться образованию деформа­ций. Различают жесткие и податливые крепи. Под действием горного давления жест-кая крепь испытывает упругие деформации. В отличие от нее податливая крепь под действием нагрузки способна изменять свои линейные размеры по вы­соте, не меняя несущей способности. Это изменение размеров крепи заложено в ее конструкцию.

Все известные крепи очистных выработок могут быть разделены на три клас­са: индивидуальные, комплектные и передвижные.

Под индивидуальной крепью понимают крепь очист-ных выработок, состоя­щую из отдельных, не связанных между собой конструктивно элементов, устанав­ливаемых вручную вслед за подвиганием забоя. Индивидуальная крепь подразде­ляется на призабойную и специальную (посадочную).

Призабойная крепь устанавливается вслед за подвиганием забоя и служит для поддержания непосредст-венной кровли в рабочем пространстве очистной выра­ботки, примыкающем к забою. Это пространство называется призабойным.

Специальная, или посадочная, крепь устанавливается на границе с погашае­мым выработанным пространством и выполняет роль режущей опоры при управ­лении кровлей методом полного обрушения.

Комплектные крепи — это передвижные крепи, отдельные комплекты кото­рых не связаны между собой по длине лавы. Эти крепи не получили распростра­нения.

В настоящее время широко применяются передвижные крепи, в которых про­цесс установки и перемещения происходит непрерывно. К ним относятся гидро- фицированные крепи механизированных комплексов, щитовые перекрытия раз­личных конструкций и другие виды крепей.

Обеспечение безопасных условий труда в очистном забое в призабойной зоне достигается возведением крепи различной конструкции, исключающей об­рушение пород непосредственной кровли. Однако по мере выемки угля обнаже­ние кровли увеличивается, она деформируется, растрескивается, в конечном ито­ге приходит в предельное состояние, когда установленная крепь не может выдер­жать возникающих нагрузок. Крепь деформируется, кровля обрушается. Чтобы этого не произошло, необходимо управлять горным давлением. Это один из важ­нейших (в прошлом — один из трудоемких и небезопасных) процессов очистной выемки.

Управлением горным давлением называют комплекс мероприятий по регули­рованию проявлений горного давления в очистном забое с целью обеспечения безопасных и необходимых производственных условий. Такими мероприятиями являются выбор конст-рукции крепи, способа крепления и предупреждение мас­совых обрушений боковых пород. Применительно к пологим и наклонным пла­стам пользуются термином управление кровлей, т. к. в этих условиях в комплекс мероприятий входит предотвращение преждевременных обрушений кровли. На крутом же падении необходимо управлять и породами почвы, склонными в неко­торых случаях к сползанию.

Все существующие способы управления кровлей можно разделить на три группы:

естественное поддержание выработанного пространства оставляемого це­ликами угля;

обрушение пород кровли за пределами призабойного пространства;

искусственное поддержание кровли в выработанном пространстве посред­ством заполнения его пустыми породами.