11.1.1 Посадочные крепи

Процессы управления кровлей определяются их способами, которые зависят прежде всего от категории обрушаемости массива и угла падения пласта. Наиболее распространенным является способ управления кровлей полным обрушением, применяемый отдельно или в совокупности с другими способами при всех категориях кровли по обрушаемости ее массива, кроме склонных к плавному прогибу (А’₄).

Сущность способа управления кровлей полным обрушением заключа­ется в создании условий свободного, естественного (под собственным весом) обрушения пород в выработанном пространстве за счет возведения на его границе с очистной выработкой в линию специальной (посадочной) крепи высокого сопротивления (обрезной опоры).

Способ управления кровли полным обрушением характеризуется ша­гом посадки (м), шагом передвижки или переноски посадочной крепи (м), сопротивлением этой крепи по ее посадочному ряду (кН/м), которое зависит от рабочего сопротивления посадочных стоек (кН) и расстояния между ними (м) по длине лавы.

В качестве средств, обеспечивающих посадку кровли используются специальной конструкцией деревянные, металлические призабойные и специальные крепи. Металлические посадочные крепи подразделяются на стойки трения типа ОКУ (рис. 11.1, 11.2, табл. 11.1) и гидравлические типов "Спутник", СГВ (рис. 11.3, 11.4, табл. 11.2, 11.3), перемещающиеся на новую рабочую позицию соответственно вручную или механизированным способом (гидродомкратами).

Стойка ОКУ (см. рис. 11.1) состоит из станины 1, основного винта 2, настроечного винта 3, гибкого стержня из отрезка каната 4, насадки (опорной плиты) 5, колодки 6 клина 7, отверстия для размещения воротка при повороте настроечного винта 8, клинового пояса 9, рукояти 10, окна для очистки по­лости тумбы 11.

Стойки трения типа ОКУ применяются в качестве посадочной крепи в лавах при выемке пластов мощностью 1,3 м с углом падения наклона в ос­новном до 15°. Их удельные давления при максимальном рабочем сопротив­лении на почву и кровлю составляют соответственно (не более) 10 и 13 МПа. При выполнении специальных мероприятий (с опорой на полок) стойки ОКУ могут использоваться также при выемке крутонаклонных пластов по простиранию.

В качестве индивидуальных посадочных крепей, у которых механизи-рованы рабочие операции их разгрузки, передвижки и сообщения начального распора, применяются специальные гидравлические крепи типов "Спутник" и СГВ (см. рис. 11.3, 11.4, табл.11.2 и 11.3), а также СПВ для крутонаклонных пластов (рис. 11.15, табл. 11.4).

Рисунок 11.1 – Посадочная стойка ОКУ (в разрезе)

Рисунок 11.2 - Общие виды типо-размеров посадочных стоек ОКУ:

а - 01Б; б-01;в-02;г-03 и д-04

Крепь "Спутник" (см. рис. 11.3) - одностоечная гидравлическая состоит из станины 1 с опорой 2 на почву, опорной плиты 3, контактирующей с кровлей, путем выдвижения механической и гидравлической частями стойки, домкрата передвижения 4, кронштейна 5 скребкового конвейера, соедини­тельных болтов 6 и двух рукавов высокого давления 7, блока управления 8, подсоединенного к гидромагистрали 9.

Таблица 11.1 — Технические характеристики посадочных стоек трения типа ОКУ

Параметр и единица его из­мерения	Типоразмер
	ОКУ01Б	ОКУ01	ОКУ02	ОКУ03	ОКУ 04
Высота, мм: минимальная максимальная	335 565	400 680	480 850	575 1050	715 1330
Распор начальный, кН	200-250	200-250	300-400	300-400	300-400
Максимальное рабочее сопро­тивление, кН	1000	1000	1500	1500	1500
Податливость при максимальном рабочем сопротивлении (не бо­лее), мм	40	40	80	80	80
Масса, кг	91	ПО	160	185	215

Рисунок 11.3 -Посадочная гидравлическая крепь "Спутник"

Таблица 11.2- Технические характеристики посадочной крепи типа "Спутник" (СПТМ)

Параметр и единица его измерения	Типоразмер
	I				II		III				IV
1	2				3		4				5
Высота стойки, мм: максимальная минимальная	750 460				1050 560		1390 700				1 750 960
Раздвижность, мм: механическая гидравлическая	140 150				40 250		300 390				300 500
Рабочее сопротивление стойки, кН	800
Начальный распор, кН	470
Удельное давление, МПа: на кровлю на почву	2,7 6,0
Усилие домкрата передвижение, кН: конвейера стойки		100 57,5
Продолжительность полного цикла пере­движки с шагом 0,8 м, с		19-26
Предел применения по углу наклона, град.		15		15				12		10
Ширина стойки, мм		500
Масса стойки с домкратом, кг		335	365			380			440

Стойка "Спутник" имеет две ступени раздвижности: гидравлическую для распора и поддержания кровли при постоянном рабочем сопротивлени­ем, винтовую для изменения диапазона обслуживаемой мощности пласта или приспособления к ее изменениям. Гидросистема крепи - постоянно замкну­тая с централизованным источником питания (насосная станция) рабочей жидкостью (эмульсией).

Крепь СГВ (см. рис. 11.4) состоит из двух гидравлических стоек 1 двойной раздвижности, общей опоры 2 на почву и круглыми раздельными опорами на кровлю 3, домкрата передвижки 4, соединенного через тягу 5 со скребковым конвейером 6, и блока управления 7.

Рисунок 11.4 - Посадочная гидравлическая крепь типа СГВ:

а - общий вид; б - схема в продольном разрезе

Таблица 11.3 - Технические характеристики гидравлических посадочных

стоек крепи типа СГВ

Параметр и единица его измерения	Количественные значения параметра типоразмеров
	0	1		2	3		4
Высота, мм: минимальная максимальная	350 600	410  770		450  850	500 1000		550 1120
Рабочее сопротивление одной стойки, кН		300 (400)
Угол падения пласта, град.		до 25
Усилие домкрата (кН) при передвижке: скребкового конвейера (стоек) шаг передвижки, м		100 (47) 0,8
Масса, кг	335	340	345			350	355

Комплект посадочной крепи типа СПВ [30] (см. рис. 11.5, табл. 11.4) предназначен для управления кровлей полным обрушением при выемке кру­тонаклонных пластов по простиранию. Состоит СПВ из рамы 1 коробчатой формы, по которой перемещается каретка 2, соединенная с помощью крон­штейна 3 с посадочной стойкой 4. На каретке, располагается гидродомкрат передвижения 5. На обоих концах рамы посредством разъемных втулок 6 закреплены гидравлические стойки 7 типа ГВД, на которых с помощью пру­жин 8 закреплены опорные пяты. Управление перемещением крепи осущест­вляется гидрораспределителем 9.

Рисунок 11.5 —Посадочная крепь с внешним питанием типа СПВ

В таблице 11.5 представлены затраты времени на рабочие операции по передвижке посадочной крепи СПВ в лаве при угле падения пласта 52°.

Условные изображения посадочных крепей на "Паспорте ..." пред­ставлены в таблице 11.6 [9].

Таблица 11.4 - Технические характеристики посадочной крепи типа СПВ

Параметр и единица его измерения	Количественное значение параметра
Максимальное суммарное сопротивление крепи, кН, стоек: посадочной типа ГВД	1450 850 600
Номинальное усилие предварительного распора, кН, стоек: посадочной типа ГВД	400 140
Усилие домкрата передвижки (кН) полостей: поршневой штоковой Шаг передвижки, м	25,2 0,85 0,9
Масса крепи, кг	350

Таблица 11.5- Операций и их продолжительность по передвижке посадоч­ной крепи типа СПВ

Наименование операций	Продолжительность, с
Разгрузка посадочной стойки	54-62
Передвижка каретки с посадочной стойкой	38-42
Загрузка (распор) посадочной стойки	37-61
Разгрузка ГВД (2 шт.)	29-35
Передвижка ГВД к посадочной стойке	37-43
Загрузка (распор) ГВД	11-13

При выборе типоразмера стойки посадочной крепи рассчитывается необходимые минимальная и максимальная конструктивные величины ее высоты:

где т_min(в) и т_max(в) - вынимаемые мощности пласта соответственно минимальная и максимальная, м;

α_i - геомеханический критерий, соответствующий категории обрушаемости массива кровли А_i (см. табл. 2.3).

l_н и l_п3- ширина призабойного пространства лавы соответственно минимальная и максимальная, м;

θ - запас раздвижности, обеспечивающий разгрузку стойки, м.

С учетом H_min(n) и H_max(n) по технической характеристики стоек посадочной крепи выбирается ее типоразмер.

Таблица 11.6 - Принятые графические изображения типовых посадочных индивидуальных крепей