14.3 Надежность механизированного управления горным давлением в лаве

14.3.1 Отказы механизированной крепи

Надежность работы MK за определенный промежуток времени зависит от суммарной продолжительности ее простоев, вызванных в целом отказами системы "боковые породы-механизированная крепь-человек", которые приводят к аварийным ситуациям в лаве, характеризуется вероятностью на-работки этой системы на отказ. Опытным путем надежность работы меха-низированной крепи устанавливается по данным хрономегражных наблюдений и характеризуется коэффициентом

(14.6)

где ΣΤ_пр - суммарная продолжительность простоев крепи, не совмещенных во времени с другими простоями и связанных только с ликвида-цией отказов ее составляющих, за рассматриваемый промежуток времени T.

Основными причинами, вызывающими простои лавы из-за отказов Ра-боты MK, являются проявления горного давления и поломки самой MK как горной машины, включая и обслуживающее ее оборудование. Доля отказов рассматриваемой систем по причине человеческого фактора незначительна.

К группе отказов MK, связанных с проявлением горного давления относят­ся вывалообразования кровли в бесстоечном призабойном пространстве, которые с подвиганием забоя без принятия дополнительных мер по ее поддержанию могут развиваться и привести лаву к аварийному состоянию. Основными причинами таких вывалообразований являются отжим угольного пласта, благодаря которому увеличивается площадь неперекрытой обнаженной части кровли под забоем (рис. 14.14, а), а также недостаточная реакция консольной части крепи и неплотное ее контактирования с кровлей (см. рис. 14.14, б).

При образовании межсекционных зазоров (снижении коэффициента затяжки кровли) по причине поломки оградительных устройств или отклоне­ния секции от их нормального положения, а также наличии неустойчивого нижнего слоя кровли следует ожидать просыпание пород в образованные зазоры, не исключая под забоем в полосе между консольной частью MK и кромкой угольного пласта, равные по ширине 0,2-0,3 м (см. рис. 14.14, в).

Вдавливание основания секций агрегатированных MK в почву при ее недостаточном удельном сопротивлении вызывает задержку, усложняет их передвижку, а также исключает возможность передвижки секций с подпором (см. рис. 14.14, г).

При потере рабочего сопротивления крепи или превышении форми­руемой на нее нагрузки (чаще это связано с простоем лавы или интенсивной первичной посадкой труднообрушаемой кровли) происходит посадка гидро­стоек на жестку базу (см. рис. 14.14, д). Это аварийная ситуация сопряжена не только с большими трудозатратами и времени на высвобождение зажатых секций, но и их поломками (продавливание перекрытий стойками, раздутие их гидроцилиндров и другие их деформации).

При наличии в кровле природных хаотически расположенных наплы­вов, выпуклостей, уступов прочных пород, а также ярко выраженной ее вол­нистости, нарушается полное контактирование перекрытий секций, что вы­зывает концентрацию напряжений в местах их касания с ними, перекосы сто­ек, а в совокупности приводит к потере несущей способности и устойчивости MK (см. рис. 14.4, е). Эти повторяющиеся обстоятельства приводят к быст­рому износу и функциональному отказу секций MK.

Существенное влияние на устойчивую работу MK по предотвращению развития обрушений (высыпаний) пород под забоем оказывает направление выемки пласта и перемещения секций крепи относительно ярко выраженной системы природной трещиноватости кровли. По данным натурных исследо­ваний [12, 13] следует рассматривать наиболее благоприятный вариант на­правления перемещения секций MK, представленный на рисунке 16.15, б. При этом угол между линиями забоя и пересечения плоскостей природной трещиноватости кровли и пласта должен составлять не менее 15°.

Отказы MK как гидравлической горной машины, вызванные поломками ее отдельных частей, в т.ч. и насосной станции, чаще всего связаны с изно­сом клапанов и уплотнений, порывами высоконапорных рукавов и их соеди­нений, неисправностями пульта управления и насосной станции, включая и отсутствие электроэнергии.

При обосновании выбора MK для конкретных условий необходимо учитывать возможные аварийные ситуации и меры их устранению.

Для недопущения посадки секций крепи на жесткую базу, завалов лавы, необходимо разрабатывать мероприятия по их предупреждению, которые утверждаются главным инженером шахты.

Рисунок 14.14 – Схема-тическая интерпретация отказов секций механизи-рованной крепи при их взаимодействии с боковы-ми породами: а, б и в - высыпание пород соот-ветственно под забоем при отжиме угольного пласта, недостаточном сопротив-лении козырька и между секциями; г - вдавливание основания крепи в почву; д - посадка гидростоек на жесткую базу; е – не полное контактирование пере-крытия с неровностями прочного нижнего слоя кровли