Инструкция по выбору способа и параметров разупрочнения кровли на выемочных участках

3. ВЫБОР ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СПОСОБОВ РАЗУПРОЧНЕНИЯ КРОВЛИ В ОЧИСТНЫХ ЗАБОЯХ

Опыт применения механизированных крепей с различными величинами рабочего сопротивления на пластах с тяжелыми кровлями позволяет обоснованно устанавливать целесообразную область применения способов разупрочнения.

Анализом проявления горного давления при использовании различных типов крепей установлено, что интенсивность и тяжесть проявления осадок основной кровли определяется значением , а также величиной рабочего сопротивления крепей, прочностными свойствами и структурными особенностями пород основной и непосредственной кровли.

В связи с этим целесообразно разработать дополнительную типизацию тяжелых кровель по прочностным и нагрузочным свойствам пород основной кровли.

3.1. Дополнительная типизация тяжелой кровли. В Каталоге угольных пластов мощностью до 3,5 м и углом падения до 35° с тяжелыми кровлями (Л.: ВНИМИ, 1985) приведена дополнительная типизация по нагрузочным свойствам, в соответствии с которой труднообрушаемые породы кровли разделены на два типа, - к 3А отнесены породы с пределом прочности на сжатие 60-80 МПа, а к типу 3Б - более 80 МПа. (Индекс 3 в соответствии с единой Классификацией боковых пород ВНИМИ характеризует класс трудноуправляемых кровель, к которым отнесены и тяжелые).

Разделение диапазона тяжелых кровель по нагрузочным свойствам, т.е. по величине , показано на рис.1. Верхняя граница, разделяющая трудно- и среднеобрушаемую кровлю, установлена на основе опыта применения механизированных крепей с различными величинами рабочего сопротивления.

Рис.1. Дополнительная типизация тяжелой кровли по нагрузочным свойствам

Значения по верхней границе в зависимости от вынимаемой мощности изменяются от 4 (при вынимаемой мощности пласта 1,0 м) до 1,6 (при 5,0 м). Нижняя граница диапазона труднообрушаемой кровли проходит по оси абсцисс, т.е. 0.

Диапазон труднообрушаемой кровли между верхней и нижней границами разделен приблизительно на три равные части, которые образуют четыре подтипа кровли 3A, 3А, 3А, 3А и 3Б, 3Б, 3Б, 3Б.

Исходя из этого, каждому подтипу кровли соответствуют значения отношения :

Особенно тяжелые проявления осадок основной кровли наблюдаются при первом и втором подтипах (3A, 3Б и 3А, 3Б). При первичных осадках, даже если крепи имеют высокое сопротивление, наблюдаются частые случаи посадки секций "нажестко", деформации их элементов.

При кровлях подтипов 3А, 3Б и 3А, 3Б интенсивность и тяжесть проявления осадок меньше, чем при первых двух подтипах, но они наблюдаются в период осадок основной кровли вывалообразованием, особенно при неустойчивой непосредственной кровле. Поэтому, чтобы правильно выбрать тип крепи, а если применяется разупрочнение, то и рациональные схемы и параметры заложения скважин, необходимо в подтипах учесть устойчивость нижних слоев непосредственной кровли. Для этой цели вводятся индексы: "Н" - неустойчивая кровля, "У" - устойчивая.

Выделенные типы кровель обозначим следующим образом: 3АН, 3АУ, 3БН и 3БУ.

3.2. Область применения разупрочнения кровли. Выбор способов разупрочнения для конкретных очистных забоев зависит от соответствия подтипа кровли величине рабочего сопротивления применяемой крепи, а также от осложняющих факторов в пределах выемочного участка.

Отрасль недостаточно оснащена крепями нового технического уровня с высоким сопротивлением (1000-1300 кН/м). Поэтому на пластах с тяжелыми кровлями применяются крепи повышенного сопротивления, а в ряде случаев - крепи I ряда по величине рабочего сопротивления.

Проанализированы опыт применения крепей повышенного и высокого сопротивления, а также результаты исследований проявления горного давления при их использовании в очистных забоях основных угольных бассейнов. Это позволило для каждого подтипа кровли установить необходимую величину рабочего сопротивления крепи и в зависимости от нее целесообразность применения разупрочнения кровли.

Область применения разупрочнения, соответствующая каждому подтипу тяжелой кровли, указана в табл.1.

Таблица 1

Примечания: 1. ПР - разупрочнение в зоне первичной осадки; ПР - разупрочнение по всему выемочному полю.

2. К механизированным крепям I ряда по величине рабочего сопротивления отнесены крепи, соответствующие ГОСТ 15852.